二氧化碳注入深海以防溫室效應(yīng)

二氧化碳注入深海以防溫室效應(yīng)

　　為尋找抵消溫室氣體效應(yīng)的途徑，一些科學(xué)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?，F(xiàn)在美國密歇根大學(xué)的地質(zhì)學(xué)教授張有學(xué)在這一思路的基礎(chǔ)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(xué)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(yán)重的后果――因為根據(jù)物理學(xué)原理，當(dāng)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(zhuǎn)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(xué)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(xué)家張有學(xué)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(shù)值也有可能需要達(dá)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(xué)主要研究方向是實驗地球化學(xué)，用理論和實驗手段研究地球化學(xué)動力學(xué)、火山和湖泊噴發(fā)動力學(xué)以及地球演化。

　　張有學(xué)研究指出，海洋中的二氧化碳?xì)怏w噴發(fā)確實是個嚴(yán)重的問題，“因為這勢必引起致命的氣―水爆發(fā)事件”。據(jù)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)致的窒息。張有學(xué)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(xiàn)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(dá)液―氣轉(zhuǎn)變深度之前就完全溶解，這樣我們就萬事大吉了?！睆堄袑W(xué)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(dǎo)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?！备鶕?jù)張有學(xué)的新理論模式的計算，得到與之前的實驗非常接近的結(jié)果。在當(dāng)時的實驗中，科學(xué)家遙控潛水器，對單個二氧化碳液滴進行追蹤拍攝。他說：“當(dāng)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(xiàn)的情況?！?

　　張有學(xué)最后強調(diào)，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(xué)的這一新理論模式發(fā)表在10月份出版的《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》雜志上。