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第五次生物大滅絕的元兇是二氧化碳!?——《地球毀滅記》序言

天下文化_96
・2019/03/04 ・3528字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

史上發生的五次生物大滅絕

地球歷史上曾發生五次全球性的生物滅絕,所有動物在突然間幾乎被除滅盡淨,這就是所謂的「五大滅絕事件」。

依據過往定義,「大滅絕」指的是地球上過半數物種,在一百萬年內完全遭到消滅。但現在發現很多例子裡,生物滅絕的速度遠較此為快。更精細的地質年代學已經把地球歷史上,幾次最嚴重的全面浩劫發生時期縮短到數千年,甚至更短期內就滅絕殆盡。要形容這樣的事情,更貼切的說法是「哈米吉多頓」[註1]

在這個陰鬱悲戚的兄弟會裡頭,最著名的成員名喚「白堊紀末大滅絕」。(非鳥類的)恐龍在六千六百萬年前滅絕,就是它幹的好事。然而,白堊紀末這場禍事只是生命歷史最晚近的一次大滅絕;在臨近曼哈頓島的懸崖上,我看到某場火山災劫留下的石質餘燼,這場災劫比恐龍之逝還要早一億三千五百萬年,當時的鱷類及全球的珊瑚礁生態系嚴重受創,世界此後完全不同。

所謂的「大滅絕」,是指一百萬年內(或在更短的期間內),地球上超過半數物種完全遭到消滅。圖/pxhere

在此之前,還曾發生三次主要大滅絕,但這些更古老的災難全被「霸王龍(Tyrannosaurus rex)末日」搶盡鋒頭,在大眾想像裡幾乎總是受到忽視。說來也不無道理,首先,恐龍是化石紀錄裡極富魅力的角色,是地球歷史的天王巨星,鑽研更早期那些更不受矚目時代的古生物學家,都把恐龍鄙為華而不實的特大號怪獸。

因為如此,在媒體分給古生物學的稀少版面上,恐龍就霸占了一大半。更何況,恐龍連滅絕的方式都獨具風格,牠們生命最後一刻,是因直徑六英里的小行星撞擊墨西哥而中止的。過去三十年,地質學家搜遍化石紀錄,試圖尋找其他四場主要大滅絕是遭毀滅性小行星撞擊的證據,卻總是鎩羽而歸。

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儘管地質學家過去三十年來搜遍了化石紀錄,卻依舊沒有任何證明表示其他四場大滅絕是因毀滅性小行星撞擊所致。圖/pixabay

誰才是大滅絕真凶?二氧化碳脫穎而出

某些非此領域的天文學家,仍主張小行星週期性撞上地球,是造成過去每一次大滅絕的原因,但這些假設實際上完全得不到化石紀錄的支持。事實上,全球浩劫最可靠也最常見的推手,是氣候與海洋的劇烈變化,驅動力就是地質力量自身。

過去三億年來,三場最慘烈的大滅絕都與大陸等級的大規模熔岩流有關,這是超乎人類想像的熔岩噴發,連地球系統[註2]的宏偉機制都會因此故障。地球生命具備適應能力,但能力總有限度;火山有本事把整片大陸徹底翻轉,也有本事製造出毀天滅地等級的氣候與海洋亂象。這些罕有的天翻地覆大噴發發生時,是地球最最淒慘的時期,火山噴出的二氧化碳灌飽大氣,地球化成地獄般的腐爛墳墓,海水也因高溫酸化而缺乏氧氣。

大規模熔岩流造成過去三億年中三場最慘烈的大滅絕。圖/pxhere

然而,無論火山或小行星,似乎都不必為較早的大滅絕負責任;板塊事件[註3]、甚至生物自身,或許才是過度消耗二氧化碳、毒害海洋的元凶。大陸規模的火山活動可能讓二氧化碳指數狂飆,但在更早,也可說更為神祕的滅絕事件裡,二氧化碳濃度反而大幅減少,地球被囚禁在冰牢中。最常把這顆行星發展進度打亂的,不是其他天體的轟然撞擊,而是地球系統窩裡反;由此看來,地球的不幸大多都是禍起蕭牆。

地球的不幸大多都是禍起蕭牆。圖/pixabay

幸運的是,打從複雜生命體出現以來,上述這些超級災變鮮少發生,地球在超過五億歲月裡僅遭殃五次(大約發生於四億四千五百萬年前、三億七千四百萬年前、兩億五千兩百萬年前、兩億一百萬年前,以及六千六百萬年前)。但在我們這個世界裡,這些往事卻蕩起令人驚恐的回音──畢竟這個世界正經歷數千萬年來未有的、甚至是數億年來未有的劇變。「二氧化碳濃度高的時期,特別是二氧化碳濃度急遽升高的時期,恰巧與大滅絕重合,(此事)很明顯,」華盛頓大學古生物學家暨二疊紀末大滅絕專家瓦爾德(Peter Wald)如是說:「就是造成生物滅絕的原因。」

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如果人類繼續瘋狂排碳?然後你就熱死了

人類文明很積極在證明,要把埋藏岩石裡的巨量碳元素快速釋放到大氣,超級火山可不是唯一途徑。碳與遠古生命共同埋存了數億年,現代人把這些碳挖出來,送進活塞或發電廠,一把火燒盡。這就是現代文明大規模進行物質代謝的方式。

如果我們堅持完成這任務,把能燒的都燒光,猶如人造超級火山般讓大氣充滿碳,那麼世界將會變得很熱,真的很熱,就像過往曾發生的那樣。現在最酷熱的熱浪體驗,就將成為普遍狀況,而世界許多地方仍然會有更高的熱浪,把氣溫推往未知之境,呈現超越人類生理強韌極限的新威脅。

人類活動正讓大氣充滿碳。圖/pixabay

倘若事情果真至此,我們這顆行星會回歸遠古的某種模樣,雖然這在化石紀錄裡曾數度現形,但我們卻對之全然陌生。氣溫高的時代未必是逆境,在恐龍滿天下的白堊紀,大氣裡二氧化碳濃度高得驚人,地球因此遠比現代溫暖。只是,一旦氣候或海洋化學的改變是突然出現的,就會對生命造成莫大傷害。最糟的情況下,地面上放眼所及,盡毀於這些突發的氣候變化造成的結果:

熱到足以致命的各大洲內陸、酸化缺氧的海洋,以及橫掃全球的大規模死亡。

面對碳循環劇變,把握時間、鑑往而知今

這就是地質學近年來所揭示的事實,也是現代社會最關注的未來隱憂。地球歷史上最慘烈的五章,都與碳循環劇變有關;漫長光陰裡,這個基本元素在生物體內與地層中(以及這兩個儲藏庫之間)不斷遊走,但若把碳突然大量注入大氣與海洋,會讓維繫生命的化學過程整個當機。

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正因如此,久遠之前的大滅絕如今成為學術界備受矚目的研究課題。寫作本書期間,我與許多科學家接觸,這些人大部分都不把地球歷史的「瀕死經驗」當成純粹學術問題,而是想藉由鑑往而知今,瞭解地球這顆行星面對我們正加諸的這些衝擊,會如何反應。vip-popki.net/en

圖/pixabay

學術界正在進行的這些對話,卻顯然與大眾文化的認知大相逕庭。關於二氧化碳是否為推動氣候變化的要角,當前的討論好像認為兩者關聯僅限於理論或電腦模型;然而,我們現在進行的實驗曾快速把大量二氧化碳排入大氣,這種狀況事實上已在地質歷史中多次重演,從未有善終。

除了各家氣候模型一致的可怕預測之外,還有地質史上由二氧化碳造成的氣候變化的例證,我們要深以為借鏡。這些事件能為現代人面臨的危機提供指引甚至診斷,就像胸痛病人告知醫生,自己有心臟病史一樣。但是,把這個類比拉得太遠也會有風險。地球自誕生以來曾呈現多種不同樣貌,雖然在某些顯見而令人擔心的面向上,現今地球及其未來展望,與地球史上一些最駭人的篇章呼應;但在更多方面,我們所面臨的生物危機是空前絕後的。

幸好我們仍有時間,縱然人類這物種已證明自己的毀滅性,我們的所作所為還是遠不及過往全球災變的恣意破壞與屠殺。那些是地球歷史的死蔭幽谷,而人類的墓誌銘還不必添上「造成第六次大滅絕」這條血淋淋的控訴;在噩耗多於佳音的世界裡,這已經算是好消息了。

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譯注

  1. 哈米吉多頓(Armageddon)出自聖經〈啟示錄〉16:16,是世界末日時上帝與惡魔決戰的戰場,後來引申為「世界末日」之意。
  2. 地球系統(earth system)指地球上互相影響的物理、化學與生化過程。
  3. 板塊事件(tectonic events)指地殼構造出現變化。

 

 

本文摘自《地球毀滅記:五次生物大滅絕,誰是真凶?》,天下文化,2018 年 9 月出版。

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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從 i 開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1592字 ・閱讀時間約 3 分鐘

你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

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從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

如果你擔心自己無意中購買了對環境不友善的商品,而不敢下手,只要認明FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。並且從森林到工廠、再到產品,流程都能被追蹤,為你把關每一張紙的生產過程合乎永續。

只要認明 FSC(森林管理委員會)認證與 PEFC(森林認證制度)認證標章,就能確保紙漿來源不是來自原始林。

家樂福「從 i 開始」:環境友善購物新選擇

不僅是紙張,家樂福自有品牌的產品都已經通過了環保認證,幫助消費者在日常生活中輕鬆實踐環保。選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌,這代表商品在生產過程中已經符合多項國際認證永續發展標準。

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「從 i 開始」涵蓋十大環保行動,從營養飲食、無添加物、有機產品,到生態農業、動物福利、永續漁業、減少塑料與森林保育,讓你每一項購物選擇都能與環境保護密切相關。無論是買菜、買肉,還是日常生活用品,都能透過簡單的選擇,為地球盡一份力。

選擇 FSC 與 PEFC 標章只是第一步,你還可以在購物時認明家樂福的「從 i 開始」價格牌
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溫室效應有救了?把二氧化碳埋進地底吧!  
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/03/25 ・1389字 ・閱讀時間約 2 分鐘

本文由 台灣中油股份有限公司 委託,泛科學企劃執行。 

近年全球對於氣候變遷的關注日益增加,各國紛紛宣布淨零排放(Net Zero Emissions)的目標,聯手應對氣候變遷所帶來的挑戰。淨零排放是指將全球人為排放的溫室氣體量和人為移除的量相抵銷後為零。而「碳捕存再利用技術(Carbon Capture Utilization and Storage,簡稱 CCUS)」技術被視為達成淨零重要的措施之一。 

CCUS 示意圖。圖/INPEX CCS and CCUS Business Introduction Video 2022 

「碳捕存再利用技術 CCUS」是什麼? 

CCUS 技術可以有效地將二氧化碳從大氣中捕捉並封存,進而減少溫室氣體的排放。CCUS 包含捕捉、運輸、封存或再利用三個階段,也就是將二氧化碳抓下來,並且存起來或是轉換成其他有價值的化學原料。關於如何捕捉二氧化碳,可以參考我們先前拍的影片《減碳速度太慢?現在已經能主動把二氧化碳抓下來!?抓下來的二氧化碳又去了哪裡?》。 

至於捉下二氧化碳之後,該存放在哪裡呢?科學家們看上一個經過數千萬年驗證、最適合儲存的地方——地底。沒錯,地底可不只有石頭跟蜥蜴人,只要這些石頭中存在孔隙,就可以儲存氣體或液體。最常見的就是天然氣與石油。現在,我們只要將二氧化碳儲存到這些孔隙就好。 

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封存的地質條件也很簡單,第一,要有一層擁有良好空隙率及滲透性的「儲集層」,通常是砂岩。第二,有一層緻密、不透水且幾乎無孔隙的岩石,用來阻擋儲集層的氣體向上逸散的「蓋層」,常見的是頁岩。只要儲集層在下,蓋層在上,就是一個理想的儲存環境。 

臺灣哪裡適合地質封存? 

臺灣由東往西,從西部麓山帶、西部平原、濱海到臺灣海峽,都有深度達 10 公里的廣大沉積層,並且砂岩與頁岩交替出現,可說是良好的儲氣構造。 

至於臺灣適合封存二氧化碳的地點,有個很直接的作法,就是參考石油、天然氣的儲存場域就好,也就是所謂的「枯竭油氣層」。將開採過的天然氣或石油的空間,重新拿來儲存二氧化碳。而臺灣的油氣田,主要集中在西部的苗栗與臺南一帶,在 1959~2016 年,累計產了 500 億立方公尺的天然氣,和超過 500 萬公秉的凝結油。 

臺灣油氣田位置圖。圖/《科學發展》2017 年 6 月第 534 期
鐵砧山每年封存 10 萬噸二氧化碳(相當於通霄鎮 1/3 人口一年的二氧化碳排放量)。圖/台灣中油

而至今這些枯竭油氣田,適合來做二氧化碳的封存。例如苗栗縣通霄鎮的鐵砧山是臺灣目前陸上發現最大的油氣田,不只是封閉型背斜構造,更擁有厚實緻密的緻密蓋岩層。在原有油氣田枯竭後,從民國 77 年開始轉為天然氣儲氣窖利用原始天然氣儲層調節北部用氣的方式,已持續超過 35 年。因此中油也正規劃在鐵砧山氣田選擇合適的蓋層和鹽水層,進行小規模的二氧化碳注入,作為全國首座碳封存的示範場址。並同時進行多面向的長期監測,驗證二氧化碳封存的可行性與安全性。 

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