二氧化碳注入深海以防溫室效應

二氧化碳注入深海以防溫室效應

　　為尋找抵消溫室氣體效應的途徑，一些科學家提出針對“肇事者”二氧化碳的“俘獲”戰(zhàn)略――將發(fā)電廠排放出的二氧化碳收集液化，然后排入海洋。然而這一方法仍然存在很多缺陷。現在美國密歇根大學的地質學教授張有學在這一思路的基礎上提出了一種新的理論模式，指出液體二氧化碳可能必須注入到海面下3000米的深處，才能保證“安全無逃逸”。
 
　　雖然科學家們提出的“俘獲”法獨辟蹊徑且富有創(chuàng)意，但因為排入海洋中的二氧化碳可能會上升到海表，然后重新變成氣泡進入大氣，這一美好愿望很可能隨之徹底化為泡影，甚至造成更加嚴重的后果――因為根據物理學原理，當二氧化碳附在卷流中從海底不斷上升，最后突然從液態(tài)變成氣態(tài)，就會在轉化的瞬間突然爆炸，因而對各種生物帶來潛在的危險。

　　此前，科學家特別針對這一方法進行了一場小規(guī)模的海洋實驗，利用潛水艇觀察海洋中二氧化碳小液滴最終如何變化，但這一實驗成本實在太高，需要的時間也實在太長。這次華人科學家張有學發(fā)明的新的理論模式，卻可以用來探測不同溫度、壓強情況下，排入海洋中的二氧化碳最后要面臨怎樣的命運。新模式表明，液體二氧化碳至少要注入海面下800米――這一數值也有可能需要達到3000米左右――的深度，才能保證二氧化碳真的無法逃逸出來。

　　張有學主要研究方向是實驗地球化學，用理論和實驗手段研究地球化學動力學、火山和湖泊噴發(fā)動力學以及地球演化。

　　張有學研究指出，海洋中的二氧化碳氣體噴發(fā)確實是個嚴重的問題，“因為這勢必引起致命的氣―水爆發(fā)事件”。據了解，1986年非洲喀麥隆Nyos湖發(fā)生的二氧化碳爆發(fā)事件，導致周圍1700多人和大量動物死亡。此前兩年，該國Monoun湖一次規(guī)模更小的二氧化碳爆發(fā)也曾導致37人死亡。這些人和動物的死亡，并不是由氣體爆炸直接引起的，而是死于二氧化碳導致的窒息。張有學說：“因為二氧化碳的密度比大氣重，因此它在空氣中下沉，然后沿著河谷不斷流動，使沿途的人和動物窒息而死?！?

　　現在液態(tài)二氧化碳“海洋注入攻略”面臨最大的挑戰(zhàn)在于，怎樣才能找到阻止二氧化碳小液滴上升至水下300米處――具體深度取決于海洋溫度和壓強――重新變成氣體。其中一個解決方法就是盡可能將二氧化碳液滴變得更小。

　　“水下800米深處的二氧化碳小液滴仍有可能上升，但如果小液滴足夠小，它們會在到達液―氣轉變深度之前就完全溶解，這樣我們就萬事大吉了?！睆堄袑W說。但是，如果一直不停地向海洋中排入液態(tài)二氧化碳，充滿二氧化碳小液滴的海水平均密度將小于周圍海域，從而導致迅速上升的卷流。

　　“更安全的注入計劃是將液態(tài)二氧化碳注入3000米以下的深海中。那里二氧化碳液體的密度超過海水，將在不斷下沉中全部溶解。”根據張有學的新理論模式的計算，得到與之前的實驗非常接近的結果。在當時的實驗中，科學家遙控潛水器，對單個二氧化碳液滴進行追蹤拍攝。他說：“當然，你不可能在不同深度、不同溫度下對每種環(huán)境條件都進行這樣的實驗。這正是我們?yōu)槭裁葱枰环N理論，用來計算不同條件下將出現的情況?！?

　　張有學最后強調，將液態(tài)二氧化碳注入海洋，有可能對環(huán)境造成影響，因此人類在決定利用這一方法降低大氣中的二氧化碳排放量之前，必須首先解決這一問題。

　　張有學的這一新理論模式發(fā)表在10月份出版的《環(huán)境科學與技術》雜志上。