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地球工程(5)往「海洋」施肥,利用微藻固碳

工業的發展為人類帶來便利的生活,回顧人類兩百餘年來的歷史,人類為了科技與文明的發展,犧牲了對大自然的保護。隨著工業的進步,人類高度依賴化石燃料所帶來的便利,排放大量的二氧化碳進入大氣層中,造成了全球暖化。全球暖化使得冰川溶化,海水面不斷上升,威脅到地表生物,包括人類的生存。同時,異常的大氣溫度也帶來了極端氣候的災害,暴雨、旱災、森林大火接踵而至,對人民的生命財產安全產生重大危害。目前,世界各國都致力於減少碳排放,希望能夠挽救岌岌可危的地球。
 
 
 

植物行光合作用吸收二氧化碳產生養分是一種自然的「固碳」行為,可以減少大氣層中的二氧化碳濃度。但若想在陸地上種植樹木來達到吸收二氧化碳的目的,除了會嚴重限縮人類的生活空間及土地利用,造成無數社會問題,其效率更是十分低下(人工造林每公頃一年約可以吸收10公噸二氧化碳,台中火力發電廠年排碳量逾9000萬噸,相當於六千四百座阿里山國家森林遊樂區所能夠吸收的二氧化碳量),難以逆轉二氧化碳濃度高漲的局勢,因此科學家將目光轉向生活在 海面的藻類。

 

1980年代,海洋學家約翰·馬丁提出了向海洋施肥的地球工程構想,希望可以藉由增加海洋中的鐵含量,造成大量藻類繁殖,吸收溶入海水中的二氧化碳,待到藻類死亡沉入深海,便能將大氣中的二氧化碳帶入深海並封存。根據研究,生成一公斤的微藻可以消耗約莫兩公斤的二氧化碳,同時微藻吸收二氧化碳的效率為一般樹木的20倍。地球有百分之七十的表面為海洋,若能夠在這龐大的面積中有效進行光合作用,提高海洋生產力,便能使大氣中的二氧化碳溶入水中,降低二氧化碳濃度。此外,生成的微藻也據有再利用的經濟價值,可以再被製成化妝品、營養品等高品,或者大量回收做微生植能的原料。

 

利用海洋生態平衡大氣組成比例的方法看潛力無窮,但卻隱藏著許多的生態隱患,且實際降低二氧化碳濃度的能力也備受質疑。事實上,已經有不少科學家進行過海洋施肥的試驗,也結果也確實表明了能夠增加海洋中藻類數量,增強光合作用吸收二氧化碳。但海洋生態環境並非池塘死水,海水會隨著季風、洋流,在全世界流動、沉降及升湧。根據台大的跨國團隊的最新研究,若在海洋中的某個區域補充鐵肥,雖然會短期增加該地區的浮油藻類數量,但大量的藻類生長會消耗海水中的硝酸鹽、磷酸鹽以及溶氧等其他營養元素,當此區域的海水流動到其他區域時,便會影響到其他區域的藻類數量,抑制藻類生長,產生反效果。

 

德國及印度的科學家也曾經聯合進行過相關的實驗,LOHAFEX計劃,向南大西洋投入六噸的鐵肥。在一般的海域中,浮游藻類數量會受到氮、磷、矽等元素含量的影響,但在赤道及靠近南及的海域氮、磷、矽等元素的含量豐富,不必擔心其消耗。但在LOHAFEX實驗中,大量的藻類吸引了海洋生態中以藻類為食的浮游生物,不僅無法達到藻類死亡後沉入深海的二氧化碳封存目的,更間接導致了海洋消費者的激增,增加了生物行呼吸作用排放的二氧化碳量。

 

海洋施肥實驗的失敗也警醒著人類不應該恣意改變海洋環境的生態平衡,2007年一家名為Planktos的公司將一百噸鐵屑沿著加拿大西海岸海達瓜依群島海域傾入太平洋中,並聲稱正在進行地球工程研究,但在事後卻被人發現有收受來源可疑的資金,也不免讓人懷疑是打著研究之名行傾倒廢物之實。為此,倫敦公約以及生物多樣性公約也對地球工程研究進行規範,在尚未制定出科学、透明、有效的全球治理机制前,限制大規模的地球工程研究進行。全球暖化的危機迫在眉睫,隨時有可能為人類帶來更嚴重的危害,在面對如此規模的災害時,任何可能有效的方法都可能是世界存亡間的一線曙光。即便如此,各種地球工程方法所必須付出的相對風險也必須被審慎評估,否則將無助於現況,甚至導致更加可怕的後果。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

審校:沈建豪

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