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「燒碳」的壞處與好處

阿樹_96
・2013/05/03 ・2437字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

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今天,我要來跟大家聊的其實只是一本關於「燒碳」的讀書心得(誤)。這本書的英文書名為《Deep Future:The Next 100,000 Years Of Life On Earth》,中文翻作「暖化的真相」。雖然我覺得差距不小,但我還是十分喜歡如此破題又吸睛的方式,而且顯然的中文或許比英文的原名讓人能一下子理解內容是什麼。如同英文的書名一般,暖化是一件很遙遠很遙遠的事。然而,以我們改變大氣組成的程度,對地球的影響竟能達到十萬年的,這不僅令人倒抽一口氣,也就是說我們有生之年,看不到整個地球暖化造成的真正影響。

作者寇特.史塔格從開始就很明白的告訴大家這件事,我們只在這邊算計幾十年到幾百年尺度的氣候變遷,其實是很短視的行為,所以許多反對氣候論的人,不會認為暖化對人類會造成什麼影響,因為我們有足夠長的時間能夠因應暖化的產生的各種問題,而且以人類科技發展之快,一定能有什麼解決之道。又有人依據蓋婭假說,認為地球整體可視為一個有生命的智慧體,會自我調節,維持地球上的平衡。

這麼說起來,我們似乎可以繼續目前人類正在改變大氣成份的行為,而毋須擔心對自身有什麼影響。但此時寇特提出了:或許地球上這樣的變遷發生了很多事,但這一次,人類參與的這一次,要是我們繼續的排放溫室氣體,我們將會創造出史無前例的大溫室,即使未來人類繼續生存下來,但他們要面對的是更多從過去找不到經驗的挑戰。

言至此,才真正導出書中要談的主軸,是「過去」,而非「未來」。說實在的,這是本整理全球暖化在各期刋上發表文獻總集,用較為平易近人的說明,讓讀者能夠入門古氣候學。高中的地球科學課本,必定會提到地質學之父赫登的名句「現在是通往過去的鑰匙。」研讀古氣候學,可以知道氣候在大尺度上會如何變化,可想而之這也是我們能推敲未來的唯一法門。

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接著,我很快的帶過我從書中看到各種令人深省的觀點。首先是第一章,「只看一般大眾媒體上的報導,你很容易誤以為只要 能夠阻止溫室氣體的排放就能避免任何的氣候變遷。事實上,無論有沒有人類的存在,地球的氣候總是在變化。」這句話當然不是在說,氣候變遷與人無關,而是要徹底的告訴人們,氣候變遷的各項因素。其實,影響地球氣候最直接的因素就是「太陽」,或者是說太陽和地球的相對關係,一位塞爾維亞科學家,米蘭科維奇,將日地間運動與地球氣候的關係作了比對,因而找到這項主因;也因為這樣,我們更能了解地球的大尺度變化,也可以從古老的沉積岩中,找到過去異常的氣候線索,像書中提到的「伊緬間冰期」的例子,告訴了我們在氣候變遷下,各個地區生物的變化,有些會變得更蓬勃,有些則會就此消失。而過去唯一的「超級溫室效應」引起的「古/始新世極熱事件」,則是我們現在溫室效應極端後的例子,作者鉅細靡遺的把整個地球發生了什麼事說清楚。電腦模擬海水淹到哪、溫度升幾度都會有一定的爭議,但各種化石、岩層告訴我們的故事,是無法抹除的確切證據。

而另一個章節則說到,透過碳十四定年,我們可以知道沉積物或化石的年代,然而,未來的人類,在研究我們這個時代時,會遇到一個困難,我們不是來自更早的過去,就是來自「未來」。早年在高空中的核子試爆,雖然對我們身體健康不造成影響,但放射性元素影響了全球大氣中的碳14組成,我們因而在化石記錄上變得越活越年輕,讓我們看起來像是來自未來的人;當然,我們拿出古老時代的碳來燒,一樣也會改變整個定年的精確度,可以想像的是,未來的人要定出我們的年代,一定不能用碳十四的方式來定年。

這樣的引經據典和創造反思的方法十分有趣,畢竟許多環保團體、既得利益團體,甚至電視新聞都讓我們覺得,暖化的議題就是二分法,「不管你信不信,反正我就是信了。」但是,這樣的方法一點都不科學,甚至悖離科學的主軸。而且,暖化還混雜了道德觀在裡頭,受到傷害的不是那些製造溫室氣體的人們,而暖化的真正效應是數萬年後,為數萬年後的人著想也看似不著邊際,所以要是你不太想管數千到一萬年後人類的生活品質,其實是可以不用管暖化這件事的……

所以,我們要說服人們去正視暖化的議題,科學觀點固然十分重要,但也別輕忽了更宏觀的視野和道德觀,書中也說到「如果我們碳排放能採取溫和路線,目前地球上許多的碳還能留給後世。」那碳放著不燒還有什麼用呢?既然二氧化碳這個溫室氣體會影響氣候,那如果要阻止冰期來臨,或許「燒碳」也是個好方法,這也是本書最令我震驚的一點,減少石化的用意並不單能用於「救救北極熊」,作者提出這樣「救救碳」的思維,無疑是將碳當作一個更能合理使用的工具。水能載舟,亦能覆舟,在我們的科技同時進步之時,對於自然資源的利用,也該要更加進化,才是永續之道。

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說起來這本書既是一本好讀的書,也是一本不易讀的書。好讀是在於作者用了深入淺出的文字,把許多近年來對於暖化所發表的期刊論文作了整理並用貼近大眾的語言陳述,而且十分徹底的「去公式化」與「去圖表化」,然而要完全弄懂裡面所有的科學,就得細細的品味思考了!但令我感到驚訝的是,作者那洋洋灑灑的一大串參考文獻,可是比照發表期刊的規格來寫,不過也因為科學根據很扎實,拿來用作課堂上的補充資料可是非常足夠的,即使作者是站在環保的角度,但卻是跳出來用客觀的態度、以及討論「真正可行的方案」,書中一直強調的「溫和的排放路線」,是較為可行的減碳方案,比起許多「零排放」等不可能的理想,或是政治手腕為主的「碳稅」和「碳交易」,還更具實際。

其實很期待科普的文章或著作能有這樣深層的思考和客觀的科學相互激盪,讓許多公民議題能浮現更好的解決方案,如同近期的廢核議題,其實我認為答案並不是兩個選項的單選題,甚至我們還沒有足夠的能力和知識能給出答案。但即使如此,我還是期許有一天,更多的科學與人文之類的刺激交流,讓我們能真正解決這些問題。

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阿樹_96
73 篇文章 ・ 24 位粉絲
地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。

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末日模擬!從氣候變遷到核戰爭,人類未來將走向哪個結局?
PanSci_96
・2024/11/19 ・1957字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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科學家模擬的末日場景

隨著二氧化碳排放持續增加,全球的政治局勢日益緊張,世界上各國的承諾屢屢在國際會議中被辜負,戰爭的結束也似乎遙遙無期。警示世界末日的「末日鐘」越來越接近午夜,人類與地球的未來變得越來越悲觀。

這並非一種刻意的悲觀,而是基於氣候變遷和人類衝突升溫的現實。許多人或許和我一樣好奇,末日會不會真的臨近?如果會,那又會是什麼樣的場景?是氣候徹底失控的《明天過後》?還是生態浩劫後的全面沙漠化,需要武力生存的《沙丘》和《瘋狂麥斯》?或者是核戰之後,所有人生存在廢墟中的《異塵餘生》?

我們的未來走向尚未確定,但科學家已經率先模擬了不同的可能結局,讓我們可以一窺未來的模樣。這些模擬告訴我們,如果人類繼續走某些路徑,地球的結局將是如何。至於我們是否能避免這些結果,就得由全體人類共同決定。

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如何模擬出整顆星球的氣候變化?

要模擬整顆星球的大氣變化是一項龐大的任務,至少需要三大要素:理論、資料、和計算資源。

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首先,人類對氣候系統的物理和化學模式需要有足夠的了解,也就是大氣理論必須足夠完備。其次,需要足夠多的資料來模擬整個行星。這些資料包括地球半徑、自轉速度、海洋分布、太陽輻射、大氣成分等等,甚至是地表的狀況與地形。台灣的中央山脈就能影響到西太平洋的颱風走向,進而影響整個東亞的氣候。如果希望盡可能還原地球的真實情況,還需考量海洋的垂直溫度分布、植物分布導致的生物地球化學反應等。

最後,還需要強大的計算資源,也就是超級電腦。由於資料量龐大,每個參數的小誤差都可能引發蝴蝶效應,影響到預測結果。因此,科學家通常會微調各項參數,並對每組參數進行多次計算,這些都需要大量的運算能力。

模擬沙丘中的荒漠星球

科幻小說《沙丘》中的厄拉科斯,經布里斯托大學模擬,揭示未來氣候可能。圖/wikimedia

科幻小說《沙丘》中的厄拉科斯(Arrakis)是一顆完全荒漠化的星球,英國布里斯托大學的亞歷山大·法恩沃斯等人曾對這顆星球進行了模擬。他們使用在研究地球氣候變遷時使用的氣候模型,並結合小說中的設定,如大氣中的二氧化碳濃度和臭氧含量等,模擬了 500 年後的厄拉科斯氣候。

模擬結果顯示,厄拉科斯的赤道和熱帶地區夏季高溫達 45 度,冬季不低於 15 度。而高緯度地區則更為極端,夏季高溫可達 70 度,冬季最低可達 -75 度。由於大氣濕度和雲層的存在,極地反而比赤道更溫暖。此外,儘管小說中描述厄拉科斯幾乎沒有降雨,但模擬顯示高緯度和山區仍會有少量降雨。

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這些結果顯示,科學家不僅愛科幻,也樂於用科學方法來驗證科幻中的設定。這些模擬能讓我們更了解地球的氣候系統,並讓我們警惕荒漠化的危機。

核戰後的世界:核冬天的可怕景象

如果人類全面爆發核戰爭,戰後的世界會是什麼樣子?研究顯示,大規模的核武攻擊將產生大量的輻射塵和煙灰,進入大氣層並遮蔽陽光,導致「核冬天」的到來。

2019 年的一篇研究模擬了美俄之間的全面核戰爭,結果顯示,爆發後的第一年,全球氣溫將大幅下降,北半球的夏季溫度將下降 25 度,冬季氣溫則會降至零下,植物生長期縮短至僅剩 25 天。煙灰遮蔽陽光,導致全球糧食供應崩潰,第二年可能有 50 億人面臨飢餓。

這些模擬結果告訴我們,全面核戰將帶來毀滅性的後果,核冬天將使人類無法正常生活,這是真正的末日場景。

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核戰模擬顯示,氣溫驟降與糧食崩潰將致全球大饑荒。圖/envato

地球的未來會是如何?

地球未來的命運取決於我們今天的選擇。如果我們對氣候變遷置之不理,兩極冰帽將完全融化,海平面上升,許多沿海地區將被淹沒。雖然不至於像《水世界》中那樣極端,但低地區域的居民將面臨嚴重的生存挑戰。

如果人類選擇繼續衝突,甚至爆發毀滅性戰爭,我們的未來將如《瘋狂麥斯》或《異塵餘生》般,生存在廢墟中,面對乾旱、糧食短缺與持續的環境破壞。

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PanSci_96
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新北「氣候行動徵件」活動總獎金 8 萬元 號召青年展開行動成為氣候領袖
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/23 ・1247字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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全球正面臨急遽的氣候變遷,世界公民必須共同面對,環保局發布「新北 2024 國際青年氣候行動論壇——氣候行動團隊創意徵件」,鼓勵臺灣青年從校園或社區出發,針對觀察到的環境問題提出行動方案,入選隊伍將獲得專業導師指導並帶領實踐提案內容,最終勝出者不只可獲新臺幣 4 萬元獎勵金,更有機會放眼國際,於年底的紐約荒野中心青年氣候高峰會上展現成果。環保局將於 5 月 24 日下午辦理線上說明會,徵件日期至 6 月 24 日截止,歡迎有興趣參與的學生及老師報名參與!

報名網址:https://reurl.cc/Ke0gQn

環保局表示,新北市已連續 3 年辦理青年氣候論壇,建立與青年交流對話的平台,今(113)年更持續與紐約荒野中心(The Wild Center)攜手,號召青年以行動應對氣候變遷,培養青年成為氣候領袖。實踐淨零永續的道路上,青年的角色非常重要,去年新北市青年氣候論壇邀請到荒野中心氣候行動主任 Jen Kretser,分享了許多紐約青年行動案例,像是大學生於學院頂樓設置太陽能板,實現「上課教室自主發電」的校園計畫,又如同學自發建立校園田園、自主提出畢業晚會減塑需求等,引起與會臺灣青年們的廣大迴響,提出許多問題進行討論。

新北市環保局「2023 新北青年氣候論壇」,邀請到美國紐約荒野中心氣候行動主任 Jen Kretser(左 3),分享了許多紐約青年行動案例

環保局長期關注青年行動力,辦理「環保小局長計畫」、「永續未來學院」、「青年氣候論壇」等活動,致力推動全齡化的環境教育,今發布的「氣候行動團隊創意徵件」,進一步鼓勵臺灣「青」世代成為行動發起者,提出自己的問題觀察與創意解方,並真正落實行動,由青年自己決定從何處開始改變,即使是日常生活中觀察到看似微小的行動,都有可能在實踐後擴大影響到整個校園、社區,甚至整座城市。

環保局說明,氣候行動徵件邀請全臺高中職及大專院校學生,透過影像紀錄、實體行動、循環設計、社群媒體傳播等多元方式呈現創意永續行動提案,徵件至 6 月 24 日止,經初選後 4 組入選隊伍將在新北市展開為期一個月的短期氣候行動實踐,同時由環保局媒合專業導師進行線上課程,最後於 8 月「新北 2024 國際青年氣候行動論壇」進行決選,優勝的隊伍除可獲得獎勵金外,更能持續推展氣候行動並製成行動影片,影片有機會在年底紐約荒野中心青年氣候高峰會上進行分享,讓青年氣候行動與國際接軌。

環保局將於 5 月 24 日下午辦理線上說明會,歡迎有興趣參與的學生及老師報名參與,徵件簡章及更多相關資訊可至環保局官網或「新北 2024 氣候行動團隊創意徵件」活動網站查詢。

※ 5/24 徵件線上說明會報名網址:https://reurl.cc/Ke0gQn
※ 環保局官網簡章:https://www.epd.ntpc.gov.tw/Article/Info?ID=11254
※ 「新北 2024 氣候行動團隊創意徵件」活動網站:https://greenage2024.com

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本文轉自新北市政府環境保護局網站

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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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

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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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更多詳細內容及國際 CCUS 案例,歡迎觀看影片解惑! 

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