这两位科学家是在2007年秋季的一次会议上发表讲话的,这次会议聚集了代表辩论的科学、商业、监管和经济方面的约80名与会者。这次会议是由世界卫生组织海洋地球化学家肯·比塞勒和斯科特·多尼以及世界卫生组织海洋政策中心的豪克·凯特-鲍威尔召集的。在座谈和广泛的讨论中,与会者对大规模铁肥的实用性、有效性和安全性提出了严重质疑。然而,许多人似乎也接受了这样的观点,即更多的科学-以精心设计和进行的实验的形式-是平息这些疑虑的最佳方式。
马丁的声明是开玩笑的,因为他知道他正在掩盖使用铁肥来封存海洋中的碳的几个障碍。这一想法的反对者很快指出了三个主要问题:它可能没有乍看起来那么有效;它引发了一系列新的令人担忧的后果;它的有效性任何人都很难衡量。
在某些地区,包括赤道、北太平洋和整个南大洋,简单的铁添加确实会导致浮游植物迅速生长。但被称为“食草动物”的小型浮游动物几乎一开始就会吃掉大量的水华。随着食草动物、磷虾、鱼类、鲸鱼和分解者的相互进食,开始了从海面到海底的循环链。通过添加铁获得的大量碳奖励很快就以二氧化碳气体的形式泄漏回大气中。
对于铁肥计划的有效性来说,关键是实际从地表下沉并被隔离在深处的有机碳的数量。只有一小部分碳-以死亡细胞和粪便颗粒的形式-落入海底,并在那里闲置了数千年。更高的百分比(在20%到50%之间)将至少到达中等深度的水域,那里的碳将在水下洋流中保留数十年。支持者认为这一结果足够好,足以为社会争取时间,让他们拿出其他更持久的解决温室气体增加的方案。
除了碳封存的低效之外,铁肥很可能会在添加了铁的海洋斑块的“下游”造成其他变化。巨大的绿色浮游植物水华不仅会吸收铁,还会吸收其他营养物质-硝酸盐、磷酸盐和二氧化硅-基本上会耗尽附近水域浮游生物生长所需的积木。
拉蒙特-多尔蒂地球天文台(Lamont-Doherty Earth Observatory)高级学者罗伯特·安德森(Robert Anderson)说:“铁的富集可能会让一些海洋变得更绿,但你会让很多海洋变得更蓝。”
WHOI会议的其他与会者-加拿大达尔豪西大学的生物海洋学家约翰·卡伦、英国东安格利亚大学的生物地球化学家安德鲁·沃森和普林斯顿地球物理流体动力学实验室的模型师豪尔赫·萨尔米恩托-指出了其他几个生态问题。在改变食物链的基础上,大规模的铁肥可能会导致鱼类和鲸鱼数量的不良变化。下沉有机物的分解增加可能会剥夺深海的氧气或产生比二氧化碳更强的其他温室气体,如一氧化二氮和甲烷。被浮游生物堵塞的表面水域可能会阻挡更深的珊瑚所需的阳光,或者使表层变暖,改变环流模式。
另一方面,更多的浮游生物可能会产生更多的名为二甲基硫化物的化学物质,这种化学物质可以漂移到大气中,促进云的形成,从而冷却大气,帮助抵消温室效应。其他人则认为,增加浮游生物供应可能会增加鱼类资源。
然后是核查的实际问题。铁肥公司将通过测量它们吸收多少碳,然后将等量的碳出售给希望或需要抵消其排放的公司(或个人)来赚取利润。任何出售被封存的碳的计划都需要可靠的会计核算,而这在海洋中肯定是困难的。
据新西兰国家水和大气研究所的菲利普·博伊德(Philip Boyd)说,到目前为止,12项添加铁的实验中只有3项能够确凿地表明存在任何封存。或许更令投资者担忧的是,这些封存数字很低-每添加一吨铁约有1000吨碳,而不是实验室实验建议的3万至11万吨。
尽管全面铁肥存在疑似缺点,但私营公司--以及许多科学家--支持再进行一轮实验的想法。他们争辩说,更多地了解海洋符合每个人的利益,目前正在提议的更大规模的实验仍然太小,不足以造成环境破坏。
虽然过去的实验显示的结果差异很大,但支持者认为这是一个通过工程进行改进的机会。几千年来,人类一直在重复最初略微有用的过程,并根据我们的目的调整它们。持续的研究可以解决一些关键问题(见下面的方框),这些答案可能会为提高产量和效率指明方向。
铁添加的支持者确实承认可能会对环境造成不良影响。尽管如此,在过去的12次实验中没有检测到这样的影响,可能是因为实验规模很小-在几百平方公里的海洋中添加了大约一吨铁。他们相信,通过逐步扩大规模,他们可以发现并避免环境问题。
总部位于伦敦的领先碳信用交易商生态证券(EcoSecurities)的蒂尔·尼夫(Till Neeff)表示,至于核查问题,碳市场和国际海洋法都在采取行动,以适应所谓的“碳汇”项目,如铁施肥,即从空气中捕获并隔离碳。他说,到科学研究出来的时候,经济学也可能研究出来。
支持继续研究的所有论点都是全球碳排放的残酷事实。目前处理排放问题最实际的希望在于“稳定楔子”的零敲碎打策略。根据这项提议,世界开发了一系列减排和碳捕获项目,每个项目都抵消了全球排放蛋糕的一部分。加在一起,这些楔子必须开始减缓增长,并最终导致我们目前每年70亿至80亿吨的全球碳排放的净减少。但到目前为止,在任何楔形领域进展甚微,加上中国和印度承诺在发展过程中大幅增加排放,铁肥作为部分解决方案工具箱中的一个工具正在招手。
WHOI生物地球化学专家Ken Buesseler说:“无论我们使用风力涡轮机、种植生物燃料还是使用含有汞的节能荧光灯泡,没有一种选择是没有影响的。”
Buesseler说,以前实验的产量不能用来预测更大规模的施肥是否会向海洋中部深处输送数百万吨、数千吨甚至更少的碳。尽管如此,赞助新实验的商业团体希望将这些二氧化碳当量作为自愿补偿出售。虽然科学研究将专注于了解更多关于海洋是如何工作的,但相关公司将寻找提高效率的方法,在未来制造更大的水华,并监测任何负面影响。随着政府资助的铁肥研究在不同国家取得进展,为更大规模的实验提供资金可能会发展为私人和公共合作伙伴关系。
如此规模的实验揭示了最后一点:在不久的将来,铁肥在所有方面都是适度的-实验规模、可能的利润、环境副作用和碳固存数量。无论铁肥变得多么有利可图,它在未来几年给大气碳水平带来的影响仍将是很小的。当这些海洋科学家努力组装他们的稳定楔子以减少二氧化碳排放时,他们提醒世界其他地方,必须找到更多的楔子。
海洋铁施肥研讨会:9月9日,来自多个国家的约80名自然和社会科学家-以及环境倡导者、商业代表、政策制定者、法律专家、经济学家和记者-齐聚伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)。2007年26-27日,讨论海洋铁肥作为调节全球变暖的手段的利弊。这一系列的“海洋”文章总结了由世界卫生组织科学家Ken Buesseler、Scott Doney和Hauke Kite-Powell召集的会议上提出的广泛问题。他们审阅和编辑了这些文章,听取了许多与会者的意见。本系列的所有文章都将在下周出版的“海洋”印刷版上发表(第46卷,第1期)。会议报告的视频和pdf版本可在http://www.whoi.edu/conference/OceanIronFertilization.上查阅。这次研讨会是由伊丽莎白夫妇和小亨利·莫尔斯夫妇主办的。研讨会基金、世界卫生组织气候合作研究所、世界卫生组织海洋政策中心、世界卫生组织海洋和气候变化研究所、世界卫生组织海洋生物研究所和伍兹霍尔海洋赠款。
12个小实验表明,浮游植物的大量繁殖一直是故意向海洋中添加铁的结果。但是,铁肥的功效和生态影响仍然不确定,特别是在更大规模的实验中。如果新一轮实验开始,这些问题将排在第一位: