地球工程曾经被视为恐怖的科幻小说，现在人们越来越迫切地关注它来阻止失控的气候变化。一连串的可怕的科学警告国际社会不能再拖延大幅削减碳排放，加上一个最近的浪涌在大气浓度的二氧化碳中，留下了越来越多的科学家，说是时候给出有争议的技术严肃的看。
“时间不再在我们方面，”一个地理工程倡导者，前英国政府首席科学家大卫王，去年秋天在一次会议上说。“我们在未来10年中做了什么，将决定未来10万年的人类的未来。”
国王在2015年帮助保护巴黎气候协议，但他不再相信切割行星 - 温暖的排放足以避免灾难。他正在剑桥大学建立气候维修中心。是世界上第一个致力于任务的主要研究中心，他说，“将是必要的。”
Technologies earmarked for the Cambridge center’s attention include a range of efforts to restrict solar radiation from reaching the lower atmosphere, including spraying aerosols of sulphate particles into the stratosphere, and refreezing rapidly warming parts of the polar regions by deploying tall ships to pump salt particles from the ocean into polar clouds让他们更明亮。
一位科学家说:“我们已经没有时间来缓解灾难性的气候变化了。”
美国科学家也在案件上。去年10月的国家学院推出了一项研究阳光反射技术，包括其可行性、影响和风险，以及治理需求。美国国家科学院(National Academy of Sciences)院长马西娅·麦克纳特(Marcia McNutt)说:“我们已经没有时间来缓解灾难性的气候变化了。未来可能需要考虑其中一些干预措施。”
这项研究的潜在作者持有他们的观点第一次会议在华盛顿，D.C.在4月底。扬声器包括David Keith，哈佛大学物理学家，他们开发了自己的专利技术，用于使用化学去除二氧化碳直接来自大气，以及凯利·万瑟海洋云亮化工程该机构正在研究用海盐和其他物质向云层中喷洒以将更多阳光反射回太空的功效。该项目正在为未来的实地试验做准备。
中国也有一个积极的政府资助的研究计划。它坚持认为它没有目前的部署计划，但在其他事情中看起来可以在太阳阴影如何缓慢融化喜马拉雅冰川。
通过地球工程来阻止全球变暖的讨论几乎和变暖本身的威胁一样长。早在20世纪60年代，美国研究人员就建议在海洋上漂浮数十亿白色物体，比如高尔夫球，以反射阳光。1977年，总部位于奥地利的国际应用系统分析研究所的Cesare Marchetti讨论了捕获欧洲所有二氧化碳排放并将其注入的方法下沉大西洋电流。
各种地球工程方法可以帮助降低全球气温。Rosamund Pearce /碳短暂
1982年，苏联科学家米卡尔·拜雅（Mikhail Budyko）提出用硫酸盐颗粒填充平流层，将阳光反射回太空。这第一个实验1995年，英国研究人员进行了一项实验，以测试向海洋中添加铁元素以刺激吸收二氧化碳的藻类生长的想法。两年后，氢弹的发明者爱德华·泰勒，提议把巨型镜子进入太空。
尽管如此，直到最近，许多气候科学家仍然认为这些提议是边缘的，如果不是异端邪说的话，他们认为这些提议削弱了迫切减少温室气体排放的理由。一群科学家自然就在去年4月，他还称太阳能地球工程“古怪而令人不安……令人想起科幻小说．”
但人们的情绪正在转变。国际上有广泛的科学共识，即避免突破巴黎气候变化会议设定的将气温“远低于”2摄氏度(3.6华氏度)的目标的机会窗口正在急剧缩小。2015年和2016年曾给人们带来希望的二氧化碳排放增长停顿已经结束;在我们应该朝着一个目标前进的时候，增长又开始了到2030年将排放量减半Johan Rockstrom表示，波茨坦的气候影响研究所的科学总监研究。大气中的CO2浓度 - 行星恒温器 - 现在每年415次（PPM），每年升高近3ppm，达到尚未见过的水平在300万年里。Rockstrom说:“我们还有两年的时间让曲线向下弯曲。”
一些专家认为，我们可能正在接近这样一个时刻:只有地球工程才能满足国际社会的承诺——1992年在地球峰会上签署联合国气候变化公约时作出的承诺——防止“对气候系统的危险的人为干扰”。牛津大学环境变化研究所的迈尔斯·艾伦说:“我们甚至没有努力减少排放，每年都有400亿吨二氧化碳排放到大气中，而我们却乐得让子孙后代把它们清除掉。”
一名研究人员表示，地理工程促进冲突的潜力可能很大。“
目前正在讨论可能的地球工程方案和时间表。以哈佛大学太阳能地球工程研究项目执行主任Gernot Wagner去年秋天公布的计划为例:
在15年的时间内，随着变暖恶化的影响，含有硫酸盐粒子的飞机开始从世界各地的机场起飞。他们飞到65,000英尺，远高于现有的空气通道，并将负载喷入平流层：第一年的4,000航班，第二次，第二个，第三次12,000，依此类推，直到另外15年，乘坐宗旨- 上交，高空罐车每年都在制作60,000航班。
这些变厚的粒子覆盖层将通过模拟火山爆发的输出来对抗气候变化，而火山爆发会使太阳辐射流向大气。1991年，菲律宾皮纳图博火山(Mount Pinatubo)喷发的硫酸盐颗粒导致全球气温下降了0.6摄氏度在两年后．计划中的15年人为“喷发”将使全球变暖减少0.3度，在此期间可能的升温幅度减半。
硫酸盐喷洒将是，瓦格纳和一个共同作者表示，“非常便宜”，并不超过20亿美元。15年的部署。比实际削减排放更便宜。所以任务完成了吗？不完全的。事实上，可以说不是完全。
1991年菲律宾皮纳图博火山爆发。NOAA / NGDC
有一件事，大多数硫酸盐颗粒，就像Pinatubo那样，不会高举超过几年。飞机必须必须永久地飞行和喷洒更大的数量，或者世界将随着减少的力量恢复变暖。
另一方面，虽然硫酸盐防护罩可能会降低全球温度，但对太阳辐射的抑制很可能会造成天气系统和降雨模式的巨大变化，而这主要是由太阳能驱动的。20亿人赖以为生的亚洲季风可能会停止。大气中积累的二氧化碳会产生许多其他的影响，比如使海洋酸化。
“世界顶级大学之一的研究人员正在耗费这种激进计划的部署，表明了气候变化问题的紧急程度，”彼得科克斯说英格兰埃克塞特大学。它还强调了对谁将负责这种努力的担忧。
牛津大学的牛津地理工程史蒂夫雷纳史蒂夫雷纳说：“这项技术促进冲突的潜力......是可能会很可观。”十年前，他协助起草了牛津原则，哪一项呼吁“公众参与地球工程决策”及其监管“作为一个公众善。“但到了紧要关头，那该怎么做呢?在气候问题上，我们会信任哪位世界领导人?
有些人担心，建议轻松解决全球变暖将鼓励减排延误。
批评人士说，即使是研究这类技术也会产生道德风险，因为通过提出一个简单的全球变暖解决方案，它鼓励推迟结束我们对化石燃料的依赖。伦敦帝国理工学院的大气物理学家乔安娜·黑格说，平流层硫酸盐计划“很可能鼓励在减排方面采取较弱的行动”。
地球工程被牛津大学地球工程项目定义为深思熟虑的大规模干预在地球的自然系统中抵消气候变化。“有两种主要类型。一个是从太阳辐射遮蔽地球，其中平流层中硫酸盐的护罩被涌现为最快，最有效的，最昂贵的。另一种是从大气中除去更多的二氧化碳或其他温室气体，而不是自然实现 - 所谓的负发射。
现在海洋吸收了大量的二氧化碳。一种帮助他们学习更多的方法可能会被列入剑桥大学的议程。它包括向海洋中播撒铁元素，以刺激海藻的生长。理论认为，由此产生的藻华会从水中吸收二氧化碳，并导致更多的二氧化碳从大气中被吸收。人们的担忧范围很广，从海藻大量繁殖可能对海洋食物网产生的影响，到不确定这种局部吸收是否真的会增加海洋对碳的总吸收。
第二个，更可测量的想法涉及从大气中去除碳，通过大规模地部署装置从环境空气中提取CO2- 通过更多的自然方法称为直接空气捕获。其中一个是将大地区变成碳吸收作物，可能是树木。然后可以将收获的生物质用作发电站的燃料，并且燃烧它们的排放被新作物重新吸收。净排放可能为零。
在苏黎世的直接空气捕获设施中进入粉丝，由瑞士公司Climeworks开发，从而从大气中移除二氧化碳。朱莉娅·邓洛普/CLIMEWORKS
如果将生物质燃烧与捕获和掩埋发电厂碳排放的技术结合起来——提供一种被称为生物能源与碳捕获和存储(BECCS)的技术组合——排放可能是负的。从理论上讲，燃烧得越多，从空气中吸收的二氧化碳就越多。
联合国气候变化（IPCC）的政府间变革专门委员会（IPCC）在2014年发布的第五次评估中热情地通过了BECC。它表示，最大的情况下保持低于2度的情况将需要“贝尔斯的可用性和广泛部署造林造林在本世纪下半叶。”
它可能会发生。生物质燃烧在发电站中越来越受欢迎。碳捕获和储存（CCS）是一项经过验证的技术，但尚未以规模采用。在本月宣布欧洲罗特丹，安特卫普和根特计划加入泵的工业发射者之后，这可能很快改变每年1000万吨二氧化碳进入邻近的海上气田。
但批评者说BECCS的问题是多方面的。土地需求将是巨大的。为提供燃料而建立的森林将是桉树和金合欢等速生树种的单一栽培。如果土地从农民手中夺走，那么谁来养活世界?伦敦大学学院的西蒙•刘易斯说，如果从现有的自然森林地区获取碳，那么BECCS的碳收益将基本消失。这是因为人工林通常能保存只有5%的碳作为成熟的天然森林。
也许最有前途的答案在于回到自然 - 在恢复天然森林中。
也许有一个更简单的解决方案。也许最有前途的答案在于回到自然 - 在恢复天然森林中。广泛的环保主义者联盟 - 来自那些拥抱企业环境保护的人，如自然保护（TNC），英国反资本主义专栏作家乔治·蒙博热 - 最近批准了这种“自然”气候解决方案。
他们的Touchstone是TNC Bronson Griscom的2017篇论文，其中24篇他结论是，现在和2030年以至于将世界以轨道保持稳定气候的三分之一，可以成本有效地实现提高自然生态系统。他们每年可以从空气中多吸收110亿吨二氧化碳。这主要可以通过重新造林来实现，但也可以通过更好的土壤管理、保护富含碳的湿地(如泥炭地)以及在农田上种植更多的树木来实现。
支持者认为这不是减排的替代品，而是“通向零排放经济的生物桥梁”。该计划符合牛津大学对地球工程的定义，尽管他们避免使用这个术语。
这条路线的科学依据是令人信服的。其中大部分可以在现有受损和退化的森林上实现。世界资源研究所(World Resources Institute)估计，全球有770万平方英里的森林因砍伐或轮作种植而退化这可以恢复。这是加拿大面积的两倍。
廖内省的桉树种植园。廖内省位于苏门答腊岛的中东部海岸。绿色和平组织/丹尼尔Beltrá
康涅狄格大学生态学家罗宾查泽表示，一些种植较差的土壤中的氮气固定物种，尤其是贫困土壤中的氮气固定物种。第二个增长．但大多是，鉴于机会，森林将自然再生存。
事实上，自然再生通常比种植更好，因为“让大自然在自然再生过程中选择哪种物种占主导地位，可以让当地适应环境，并提高功能多样性，”她说。今年3月，包括查兹顿在内的87名研究人员发表的一项研究得出结论，“次生林恢复得非常快”，在过去20年里，80%的物种通常会恢复50年内100％。
它看起来可能是一个双赢，在没有任何缺点的情况下，在地理工程的规模上提供了气候回报。埃克塞特大学蒂芬顿，一个支持地球工程研究说，这可能是一个理想的解决方案。“我反对引入平流层中硫酸盐气溶胶注射等新强制，”他说。“但我赞成模仿和增强自然反馈环和周期，例如再生退化的森林。”
他说，这将加强生物圈自我调节的自然力量，英国科学家詹姆斯·洛夫洛克称之为盖亚。兰顿有一个新的术语来描述所需要的。不是地球工程，而是盖亚工程。
