一些科学家预测,月尘可能会冷却过热的地球

一些科学家预测,月尘可能会冷却过热的地球

在一种可能的未来中,巨大的磁悬浮线路横跨月球表面。但这些轨道并不运载火车。相反,这些机器像太空弹射器一样,将货物加速到超音速并将其抛向天空。这些巨大的弹射器有一个任务:将成堆的月球尘埃抛向外星。它们的使命是阻止 25 万英里外的地球的气候变化。

所有这些尘埃都会流入深空,穿过地球和太阳之间,遮挡部分太阳光线,使地球降温。尽管这个想法有些牵强,但它确实引起了科学界的关注。在 2 月 8 日发表在《PLOS Climate》杂志上的一篇论文中,研究人员模拟了如果我们试图实现这一目标,情况会如何。根据他们的计算机模型,一连串位置合适的月尘可能会减少百分之几的太阳光线。

这是一个绝妙的想法,但并不新鲜。过滤到达地球的阳光,希望冷却地球,减弱造成全球变暖的叶片,这是一个被称为太阳能地球工程的领域。设计师们提出了类似的太空概念:成群的镜子或巨大的遮阳板,直径可达数千英里,战略性地放置在那里,作为我们星球的遮阳伞。其他研究人员建议使用尘埃,这很有吸引力,因为作为原材料,不需要花费任何精力或成本来设计它。

“我们阅读了一些先前尝试的报道”,这激励他们重新审视这项技术,马萨诸塞州剑桥史密森天体物理天文台的天体物理学家、该研究的作者之一斯科特肯扬说。

肯扬和他的同事通常不会想出冷却行星的方法。他们研究的是一种截然不同的尘埃:这种尘埃聚集在遥远的、新形成的恒星周围。在这个过程中,天体物理学家们意识到尘埃具有遮蔽效应,可以冷却其阴影中的任何物体。

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肯扬说:“因此我们开始试验收集尘埃来遮挡阳光。”他们利用模拟遥远尘埃盘的方法来解决离地球更近的问题。

大多数太阳能工程都致力于改变地球大气层。例如,我们可以向平流层喷洒气溶胶,以模拟火山喷发的冷却效果。可以预见,改变空气是一件有风险的事情;将火山物质喷入天空可能会产生不良副作用,例如侵蚀臭氧层或产生酸雨。

伦敦大学学院太阳能地球工程师彼得·欧文 (Peter Irvine) 表示:“如果你能减少到达地球的阳光量,这将是比向平流层添加物质更清洁的干预措施”,他并不是该论文的作者。

然而,即使你找到了一种让天空保持正常的方法,这个领域也存在争议。就其本质而言,无论谁控制它,太阳能地球工程项目都会影响整个地球。许多观察家还认为,未来灵丹妙药的承诺消除了当前遏制碳排放的压力。

正是出于这样的原因,一些气候科学家完全反对太阳能地球工程。2021 年,在活动人士和萨米人代表抗议飞行后,研究人员取消了在瑞典上空进行的太阳能地球工程气球试验,尽管该设备测试不会进行任何大气实验。

但也许在未来,这些障碍会被抛到一边。也许世界还没有迅速降低排放量,以避免灾难的恶化;也许世界已经团结起来,决定这样一个巨型项目是必要的。在那个未来,我们需要大量的尘埃——每年约 100 亿公斤,接近人类发射到太空的质量的 700 倍(截至本文撰写时)。

这使得月球更具吸引力:由于月球的重力较低,未来的太空发射器将物体从月球发射出去所需的能量比从地球上发射出去所需的能量要少。像质量驱动器这样的假想机器——那些电磁弹射器——可以在没有火箭发射的情况下完成这项工作。据作者称,几平方英里的太阳能电池板就可以提供它们所需的所有能量。

这些月尘不会返回地球,也不会进入月球轨道。相反,它们正流向拉格朗日点,即太空中两个物体的引力相互抵消的地方。具体来说,这些月尘正朝着太阳和地球的 L1 方向流动,L1 位于太阳方向,距离我们约 90 万英里。

在那里,所有这些尘埃都处于吸收阳光的最佳位置。研究估计,这 100 亿公斤尘埃每年将使光照水平下降约 1.8%——虽然不像日食那么严重,但相当于每年损失约 6 天的阳光。

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虽然 L1 的重力平衡可以捕获足够多的尘埃,让它们停留几天,但之后它们就会飘走。我们需要不断补充尘埃,就像补充天上的水一样——这也是我们需要这么多水的原因之一。

这些尘埃不会再次困扰地球。但 L1 上装有 NASA 的 SOHO 和 Wind 等卫星,它们可以观测太阳或从太阳流出的粒子组成的太阳风。“在 L1 放置尘埃的工程师必须避开任何卫星,以防止损坏,”肯扬说。

当然,这只是一个假设的、非常遥远的未来。如果不先建造基础设施,没有人能够从月球发射任何东西,更不用说数百万吨的月球尘埃了。虽然市场分析师已经在计算二十年后月球经济的价值,但建造足够多的大型驱动器来完成令人印象深刻的月球工程壮举可能还不太可能。

“如果我们有月球基地,并在太空中做各种很酷的事情,那么我们也可以做到这一点——但那是 22 世纪的事情了,”欧文说。与此同时,减缓气候变化的一个更直接的方法是迅速实现能源网脱碳并淘汰化石燃料。“气候变化,”欧文说,“是 21 世纪的问题。”

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