从撒哈拉海到人造火山：巨型“地球工程”的利与弊

在2018年诺贝尔经济学奖得主威廉·诺德豪斯看来，目前应对全球气候变化的威胁，主要有三种思路。

第一种是“适应”，即我们要学会应对变暖的世界，而不是企图防止它——这是那些反对采取高成本措施来减缓气候变化的人，以及那些相信气候变化的影响微不足道的人所支持的策略，但其实任何一种应对气候变化的战略组合中，都多多少少会包含它。

第二种就是所谓“地球工程”，通过建造巨型的工程项目，引进变冷的因素，来抵消二氧化碳的温室效应，诺德豪斯认为“这可能至少部分是有效的”，但并没有得到足够坚实的证明，而且可能会有危险的副作用。

第三种则是经常被称为“减缓”的策略，主要就是采取行动“减排”，这是目前国际磋商的焦点，诺德豪斯认为“从环境的角度看，这是最安全的解决方法”，但作为经济学家，他同时也指出，“短期而言它也是最昂贵的，因而是最难实现的”。

人造火山可以“抢救”地球吗？

目前比较受青睐的一类“地球工程”项目，是想办法把阳光和热量反射回宇宙空间的“太阳辐射管理技术”，通过改变地球能量的平衡来减缓或扭转变暖的趋势，俗称让地球“变白”。

这一“白化”过程类似于火山爆发后出现的变化——1991年皮纳图博火山把2000万吨火山灰喷射到平流层之后，全球温度下降了0.4℃左右。所以科学家们就畅想创造出一种人造火山爆发效应，来抵消二氧化碳积累造成的变暖。

有人建议直接“让地球的颜色变得更白”，比如把全世界的屋顶和公路全部刷成白色。更靠谱一点的建议，是把几百万个镜子般的小颗粒发射到地球上空20英里处，以增加地球的行星反射率或白度，并减少来自太阳的辐射。据气候科学家们计算，反射出2%左右的太阳能量，就可以抵消二氧化碳带来的变暖。甚至有人已经估算出这么做的成本：如果成功，此类地球工程的成本可能比减排措施要低得多，现有的估算数据表明，要达到同等冷却水平，人造火山效应的成本是减排的1/10~1/100。

然而诺德豪斯指出，我们还必须考虑地球工程可能的副作用。迄今为止，除了自然界的火山爆发，我们还没有大规模地球工程的实验数据，因此关于其影响与副作用的估算都源自电脑编制的模型。而模型告诉我们，地球工程实际上不能完全抵消温室效应，因为地球上空密集的小颗粒或镜子会减少入射辐射，而温室效应会减少出射辐射，两者相加或许为零，但会引起显著的副作用——由基础物理学所预测并由模型证明的一种效应，是降雨量普遍减少；另一些研究则显示，增加平流层中的颗粒，还会改变亚洲和非洲的夏季季风。诺德豪斯认为，这意味着对“地球工程的战略层面的一项警示”：“它同时具有潜在的破坏性和建设性作用。它可以被善意地用于给地球降温，也可以用于恶意地破坏另一个国家的好收成。”

事实上，关于地球工程的“气候战”潜力，博弈论奠基人约翰·冯·诺伊曼早在70年前发表于《财富》杂志上的《我们能靠技术存活吗》（Can we survive technology）一文中就指出：

“最具建设性的气候控制方案，必须以远见和技术为基础，而这种远见与技术本身也涉及目前未曾想象的气候战模式……有用与有害的技术在每一个地方如此紧密相连，以至于绝不可能把‘狮子’和‘羊’分开……在任何技术领域对有用与有害的对象的区分，也许在十年中就会化为乌有。”

因此诺德豪斯在其《气候赌场：全球变暖的风险、不确定性与经济学》一书中非常务实地建议，我们不要把各种地球工程设想当作一劳永逸解决问题的“金钥匙”，而更应该把它们视为某种不得不采取的急救措施：

“地球工程之所以特别有价值，正因为它是抢救疗法——它可以用于最需要它的情况。在这方面，它更像一辆消防车，而不是火灾保险。地球工程的消防车可以用于减缓或扭转迅速且存在潜在危险的变暖。但这不是灵丹妙药。当消防车扑灭火灾时，我们很多值钱的财产也被水毁坏了，而且后续需要做很多清理工作。因此，消防车和地球工程在最坏的紧急情况下是有用的，但不能成为第一道防线。”

历史上的“地球工程”

地球工程远不只是今日科学家和工程师们的“科学幻想”，事实上，人类历史上此类狂想从来都是层出不穷，到了19世纪，随着工业革命带来的对工程技术的巨大信心以及科幻小说的流行，各种地球工程设想曾经被推向一个高潮，其过程与教训，很值得我们今天再三咀嚼。

比如著名的“撒哈拉海计划”。该项目由法国工程师弗朗索瓦·鲁代雷于19世纪70年代提出，他的朋友、苏伊士运河的开发者费迪南·德·雷赛布鼎力支持——正是1869年苏伊士运河在北非殖民地的修筑通航，极大地激发了欧洲工程师们的想象力。作为人类历史上最早被归类为“地球工程”的项目之一，撒哈拉海计划将19世纪后叶最新的气候学和荒漠化理论，与已被证明具有改变世界的力量的现代工业技术结合起来，试图彻底改变殖民地恶劣的自然生态，让它们变成适合殖民定居者生活和进行农业生产的土地，并进而为欧洲宗主国提供更多更好的产出。

鲁代雷的计划是在凿穿撒哈拉沙漠的基岩岩床之前，将较大的盐湖盆地与短运河连接起来，将水从地中海引入最靠近突尼斯海岸线的吉利特盐湖。从那里开始，水会扩散到其他的盐湖盆地，使其恢复到古代的状态，从而成为一个名为“撒哈拉海”的内海。鲁代雷为实现该计划而做的极为详细的考察测量报告，甚至成为儒勒·凡尔纳（这位著名的科幻小说家收到了一份鲁代雷寄来的报告副本）创作他的名作《大海入侵》的资料来源。

在鲁代雷看来，“撒哈拉海”不仅有助于巩固法国在北非的殖民统治，能为法国军队前往突尼斯和阿尔及利亚的腹地提供更方便的路线，而且被洪水淹没的盐湖盆地会形成大型的海洋交通网络，新的海岸线周围会出现活跃的经济生活。但最重要的，可能更能引起今天的人们共鸣的，是他认为这一计划能够阻止撒哈拉沙漠的进一步扩张。当时的西方社会已经开始出现对气候变化的担忧和学术讨论，鲁代雷认可北非正变得越来越干旱的观点。正如全球环境史专家菲利普·莱曼在《撒哈拉海计划：技术、殖民与气候危机》一书中指出的，“撒哈拉海”的目标远不只是阻挡撒哈拉沙漠的侵蚀。

“事实上，它代表了首批明确选择气候作为目标的大型工程项目……19世纪，通过人工改变气候的主张在欧洲非常流行，但撒哈拉海项目的规模、宣传及其背后对各种因素的慎重考虑使其脱颖而出……鲁代雷及其支持者不仅希望将殖民主义从军事占领重新定义为一种模糊的文明使命，他们还试图积极改变当地的景观和气候，从而满足欧洲人的需求，而现代水利工程使这种想法成为可能。撒哈拉海项目是这种关键转变的组成部分，它将殖民的重点从原来的当地人口欧洲化转向了当地景观的欧洲化。鲁代雷是帝国主义时代典型的工程师，他认为工业技术不仅给了他工具，还赋予了他改造自然缺陷的使命。”

虽然撒哈拉海计划由于种种原因最终流产，但其思维方式却影响深远。到20世纪20年代，德国建筑师赫尔曼·索尔格尔提出了一个更加雄心勃勃的“亚特兰特罗帕项目”，要在地中海和大西洋之间建造一座完整的屏障，从而将欧洲和非洲连成一体，他认为这不仅能改善远至北欧的气候条件，而且能彻底改变非洲大部分地区的恶劣环境，特别是阻止威胁人类生存的沙漠化进程。

十余年后，第三帝国的景观建筑师海因里希·维普金，通过制定臭名昭著的“东方总计划”中的《景观法令》，试图以一系列规模浩大的工程（如种植灌木篱墙和森林以遏制草原的扩张，以及开凿湖泊和修建水库来缓和气候并增加降水），对“东方”（对德国来说，大致相当于斯拉夫地区）的景观进行“彻底的、不可逆转的改造”，从而使其成为适合“德国新主人”移民的“家园”。显然，这样的工程，与“东方总计划”中清除劣等民族的大屠杀，有着深层的联系。

读菲利普·莱曼的《撒哈拉海计划：技术、殖民与气候危机》，追随其中提到的诸多工程师、规划者和政策家的狂热梦想，我们会发现，100多年前围绕气候变化原因与对策的这一个个计划和一场场争论，与今日的“气候战争”相似乃尔，几乎同样的气候怀疑论者与气候变革论者之间的对垒——虽然科技已经进步到不可同日而语的水准，人类的自我认知却很难说有什么真正的进展。

地球工程之外的技术创新

既然地球工程在科学和政治上都有着“有用”还是“有害”的不确定性，并且就像冯·诺伊曼所说的，任何暂时的判定可能每隔十年就会有巨大的变化甚至倒转，那么是不是还有不那么涉及浩大工程的技术，可以帮助我们有效抵御气候变化呢？

诺德豪斯首先瞩目于已经开始普及的CCS，即碳捕获与封存技术。这是一种分散化的技术，即借助于二次燃烧，从大气中去除二氧化碳，其优点是我们可以继续使用丰富的化石燃料（煤、石油、天然气）来发电，同时通过组合工艺去除二氧化碳，减少对气候的影响。每一座分散的发电厂都可以自行捕获并储存发电过程中产生的二氧化碳，这样就避免了对巨型地球工程的需要。

但CCS也有自身的难题，就是成本以及运输和储存方式。CCS技术本身需要使用电力，这样就会使发电成本上升，据测算，现有技术条件下，发电成本将增加约60%，即便使用预测中的先进技术，也会令成本上升30%。而捕获的二氧化碳储存在哪里，可能是CSS技术中更为昂贵的部分，目前最有可能的储存地点是多孔的地下岩层（如枯竭的油田、天然气田）或是深海。然而每年高达几百亿吨的二氧化碳排放量，使得任何这样的储存地点，其规模大概都和浩大的地球工程相去不远，而且其安全性也未经试验——万一事故造成二氧化碳的巨大喷发，我们无法预见会造成什么后果。

著名物理学家弗里曼·戴森提出过一个有趣的设想：

“在我们掌握了生物技术后，气候博弈的规律会显著地改变。在以生物技术为基础的世界经济中，一些低成本的、环境友好的碳排放支持措施很可能变为现实……（例如）我们可能在20年内，甚至几乎可以肯定在50年内培育出‘基因工程食碳树’。食碳树可以把它们从大气中吸收的大部分碳，转化成某种化学上稳定的形式，并埋在地下。”

然而，在诺德豪斯看来，任何这类食碳树、“合成树”（由哥伦比亚大学的克劳斯·拉克内提出的一个颇有吸引力的方案）或其他什么树，最终都涉及储存问题，和CCS一样，依然要依靠一个巨大无比的工程。

更科幻一点，是著名发明家和未来学家、《奇点临近》和《奇点更近》的作者雷·库兹韦尔的设想。他提出，分子纳米技术可以使太阳能发电机的制造成本降到当前水平的很小比例，这就使在建筑、汽车甚至衣服上安装便宜的太阳能电池成为可能。他还设想在太空中使用太阳能，把大量能源通过微波发射回地球……这样或许可以避开为储存碳捕获物而不得不进行巨型工程建设的困境。诺德豪斯承认这种重大技术突破的可能性，但他问道：

“正如对其他革命性突破的预测一样，很难知道应该多严肃地看待它们。在下半个世纪，这种突破的可能性能达到20%吗？或者2%？或者0.002%？”

因此，对作为经济学家的诺德豪斯来说，各种各样的地球工程和技术革命，在成本核算的审视目光下，终究不那么靠谱，“潜在革命性突破带来的有利结果，并不能大大减少用于应对全球变暖不利影响的保险贴水”，而只能作为急救措施或备选方案。对减排的高效管理和国际合作，依然是应对气候变化的“主要保险”。

《撒哈拉海计划：技术、殖民与气候危机》

[美]菲利普·莱曼 著

中国科学技术出版社·中科书院2024年8月版

《气候赌场：全球变暖的风险、不确定性与经济学》

[美]威廉·诺德豪斯 著

东方出版中心2019年9月版