曾经有一个世界
它与我们的星球没什么不同
偶尔会有些自然灾害或者是大规模的火山爆发
时不时还会有小行星降临在星球上 砸几个坑
可在最初的100万年里
它很像是一个天堂
这大概就是金星在太阳系还年轻时的样子
然后 一切就开始变得糟糕了
宇宙: 时空之旅 第一季 第十二集
金星或许曾是一个天堂
但现在却是一个地狱
造成这个差异的原因是 因为有一些微妙的自然平衡被打破了
而且是比你想像中更为微妙的关系
这个平衡一旦被打破就再也无法挽回
这就是金星
距离我们最近的行星 今天看上去的样子
金星上的海洋已经消失很久了
星球的表面现在比烧烤炉还要烫
热得足以融化铅
为什么呢
你也许认为这是因为金星到太阳的距离 要比地球少30%
但这不是真正的原因
金星现在完全被硫酸云覆盖着
几乎没有阳光可以照射到它的表面
按理来说这应该让金星比地球更寒冷
但为何金星会如此的灼热
那是因为有小部分的阳光
穿过云层抵达了地面
却没能反射回去
能量不能散发是由于浓密的大气阻隔
那就是二氧化碳
二氧化碳简称CO2
它就像毯子一样阻止热量的散发
没人在金星上烧煤
或是开着大马力的汽车在上面逛
自然能灭掉环境的平衡
而不需要借助人的力量
金星现在正处于强烈的温室效应中
为什么我们现在像是在一个碗里
那是因为浓密的大气压力
这是金星13号的残骸
1982年
苏联的科学家与工程师们
成功地将这艘探测器送到了金星
他们设法让飞船
保持了2个小时以上的冷冻状态
让它能给四周拍照
并将照片传回了地球
随后飞船上的电子设备就烧毁了
金星与地球在诞生初期具有相同的
碳含量 但两个星球却被推上了
截然不同的发展道路
碳元素在其中起到了决定性的作用
在金星 几乎所有的大气
都由二氧化碳组成
地球上大部分的碳已经在久远的年代中
以碳酸盐岩的形式被储存起来
就像这一块 它就是其中一种形式
这就是著名的多佛海岸白色悬崖
它位于英吉利海峡的边上
是哪位巨人修建了这样的世界奇观
那是一种比针头还要小1000倍的生物
数以万亿计
它叫单细胞藻类
火山将二氧化碳送入大气后
海洋将它缓慢地吸收
这个过程要延续好几百万年
先是微小的藻类吸收了二氧化碳
并将它转化为这些小贝壳
日积月累 最终沉积为白垩
我们也称之为石灰岩 它积聚在海床上
最终永不停息的地壳运动将海床推起
将它塑造成这些巨大的悬崖
其他的海洋生物
用二氧化碳建造了巨大的珊瑚礁
海洋也可以把溶解的二氧化碳 转换为石灰岩
而不需要生物的帮助
最终 只有微量的二氧化碳气体
留在了地球的大气中
还不到每百分之一中的三百分之一
相当于每1万个分子中
只有不到3个分子保留下来
而这几个分子就是最关键的因素
决定了地球是生命的乐土还是荒芜之地
要是一点二氧化碳都没有
地球将会被冰冻
可要是二氧化碳的数量再多一倍
也就是像前面所说的 每1万个分子中
有6个分子保留下来
令人不安的炎热就会袭来
给人类带来一系列的问题
不过还不会像金星那么热 一点都不会
在好几百万年前
这个行星上的海洋 就已经消失到太空中了
没有了海洋 它就没有办法从空气中
捕获二氧化碳并将它存储为矿物质
从喷发的火山中产生的二氧化碳
不断地积累
时至今日 金星上的大气要比地球重90倍
几乎全部由灼热的二氧化碳气体组成
这就是为什么 金星会变成如此残酷的地狱
生命无法在此扎根的原因
地球则恰恰与此相反
它是有生命的星球
它会呼吸
不过很缓慢
1年才能完成1次呼吸
森林里包含了地球上大部分的生命
大部分的森林都位于北半球
当北半球的春季到来
森林吸入空气中的二氧化碳
并随之生长 将大地铺满绿色
大气中的二氧化碳含量随之下降
秋天降临 植物落叶 随之枯萎
将二氧化碳呼出到大气中
同样的过程也会发生在南半球
只是季节是相反的
但南半球大部分是海洋
因此 是北半球的森林
控制了全球每年二氧化碳含量的变化
地球已经像这样呼吸了
数千万年
从没有人注意到这一点 直到1958年
有一位海洋学家叫查尔斯•戴维•基林
他设计了一种方法可以精确地测量
空气中二氧化碳的含量
基林发现了地球的细微呼吸
但他也发现了一些令人震惊的事实
有一个数字在以人类历史上 前所未有的速度上升
那就是空气中二氧化碳的整体水平
至今这个变化还一直在继续
二氧化碳水平的惊人变化
始于农业与文明的兴起时期
实际上 地球在过去的300万年
不是这个样子
我们为何如此确信
证据就记录在水里
地球保存着一份详细的日记
它就写在过去下的雪里
气候科学家们钻出冰芯
从格林兰岛和南极洲的冰川深处
远古的空气被困在了冰层里
我们可以阅读到地球大气的完整记录
一直可以追溯到8万年前
在以往的所有时间内
大气中的二氧化碳数值从没有超过
每百分之一的空气中 含有三百分之一的二氧化碳
但到了二十世纪
它就开始稳定而迅速的上升并保持至今
现在这个数值
已经比工业革命前高出了40%
通过燃烧煤 石油和煤气
人类文明在释放出二氧化碳
远远超过了地球所能吸收的速度
因此大气中的二氧化碳在不断积累
这个星球在升温
每一个发热的物体都能辐射出 某种我们肉眼看不见的光
那就是热红外线
即使在黑暗中 我们的身体也能散发出不可见的热辐射
如果用红外线观察地球 它就是这个样子
你看到的是行星本身的发热
当阳光照射到地面
地球本身会吸收大部分的能量
让地球升温
从而让地表发出红外线
但空气中的二氧化碳
又会吸收散发出的大部分热量
把这些热量的大部分又传回地面
让地球变得更热
这就是所谓的温室效应
它的基本物理原理
就在于把流动的能量保存下来
关于它没什么好争议的
如果大气中一点二氧化碳都没有
地球就会变成一个大雪球
人类也就不会存在
因此 轻度的温室效应是件好事
可它要是变大 就会造成气候的不稳定
甚至毁掉人类的生存方式
好吧 但我们怎么知道 人类是问题的根源
也许是地球本身导致二氧化碳的增加
也许和煤与石油的燃烧无关
或许是那些该死的火山
每隔几年 西西里岛的埃特纳火山就会喷发
每次的大规模喷发 都会把几百万吨二氧化碳
送入空气
如果我们把
地球上所有的火山喷发合计起来的话
让我们按最大数量进行科学预测
每年大概会有5亿吨二氧化碳
被送入空气中
听上去很多 对不对
可这个数值还不到人类每年产生的 二氧化碳数量的2%
那就是1年300亿吨
而且 还有个很有趣的现象
大气中二氧化碳的增加量
与我们所知的 即是通过燃烧煤 石油和煤气产生的二氧化碳
刚好相同
火山产生的二氧化碳有一个明显的特征
与化石燃料燃烧时产生的二氧化碳相比
它要稍微重一些
我们可以分辨出这两者的差别
通过对它们进行原子级别的检验
检验结果很明显证实 空气中增加的二氧化碳
不是来自火山
更重要的是 气候变暖的程度与
空气中二氧化碳增加的程度差不多
这两者紧密关联
人类排放二氧化碳的证据都在这上面
每年30亿吨二氧化碳到底有多少
如果我们把它压成一个固体
它的体积就会和
多佛海岸的白色悬崖差不多
这就是我们每年排放到空气中的 二氧化碳的数量
永无休止 年复一年
很不幸的是
人类文明产生的主要垃圾产品不是物质
而是能对全球气候调节产生
恒温效果的毒气 年年如此
过多的二氧化碳就相当于看不见的毒气
如果我们能看到它…
如果我们的眼睛能感应到二氧化碳
也许在宇宙中有这样的生物
如果我们能看见二氧化碳
那就没有人能否定这一切
并充分了解到人类对大气的严重影响
但全球变暖的证据
就在我们身边
首先让我们检查一下
世界各地气象站的温度计
自1880年代起
它们一直保存着可靠的温度记录
美国宇航局用这些数据编制了一幅地图
地图涵盖了所有的时间段
用作跟踪世界各地平均气温的变化
黄色意味着温度较高
高于1880年代任何地区的平均水平
橙色意味着炎热
红色意味着比炎热更热
世界已经变得比19世纪更温暖了
那时全球各地的气温是有史以来 最均衡的
一位被遗忘的天才曾设想了一个 解决问题的方案
跟我来
曾经有这样一个世界
它不太热也不太冷
温度适中
然后有一天 这里的人们
开始注意到他们可爱的地球在发生变化
这并不是说我们没有预见到它的到来
早在1896年
瑞典科学家斯凡特•阿伦尼斯
通过计算发现 如果大气中的二氧化碳含量再增加1倍
就能让北极的冰融化
到了1930年代 美国物理学家E.O.赫尔伯特
在海军实验室里
确认了这个结果
到那时为止 这一切还依然是理论
随后 英国工程师盖•卡伦德
把这些证据结合起来 向人们展示
二氧化碳含量与全球平均气温
都在不断上升中
就算是现在 人们也可能在无意中改变了全球气候
通过文明产生的废弃物
由于人类通过工厂与汽车的排放
每年有超过
60亿吨的二氧化碳产生
让空气吸收了更多来自于太阳的热量
大气变得越来越热
这是不是件坏事
嗯 通过计算表明
地球温度的轻微升高
会让地球两极的冰帽熔化
1960年卡尔•萨根在他的博士论文里
第一次计算了
金星上失控的温室效应
这是他职业兴趣的一个部分
对于行星大气 包括我们的星球的兴趣
在1980制作的最初那部宇宙系列片中 卡尔•萨根警告说
"我们正在释放大量的二氧化碳
加剧了温室效应
用不了多久
地球的气候就会失去平衡
把我们在宇宙中这唯一的家园 像天堂一样的地方
变为人间地狱"
卡尔说过这些话之后
我们还在继续加重大气的负担
每年又多增加了4千亿吨二氧化碳的排放
如果我们不改变这个现状
我们未来的孩子们将会面对一个 什么样的星球
根据科学研究项目的结果
如果我们继续保持着现有的经济模式不变
我们的子孙将会面对艰险的未来
致命的热浪 破纪录的干旱
不断升高的海平面 大规模的物种灭绝
我们曾从前人手中继承了一个富饶的世界
气候相对稳定
农业繁荣 文明兴盛
延续了千年之久
可现在人类的冷漠与贪婪 把这一切推向了危险的境地
好吧 如果科学家们有那么厉害
可以作出关于气候的如此长远的 可怕预测
那为什么就不能把天气测准一点呢
还有 今年我家乡的冬天特别寒冷
我们的科学家知不知道
说不定我们现在面对的是全球变冷呢
天气和气候是不同的两个概念
天气指的是短时期内的大气变化
可能是几小时 也可能是几天
天气是变化莫测的
这意味着即使是微小的干扰 也能引起大规模的变化
这就是为什么对十天后的天气预测 是没有用的
巴厘岛上的一只蝴蝶扇动了翅膀 六周以后
你在缅因州的户外婚礼就会被 狂风暴雨毁掉了
气候研究的则是长时期的天气的 平均变化
跨越幅度有好几年
它是由这个星球上 能改变大气能量平衡的力量决定的
比如说 阳光的变化
地球自转轴的倾斜度
地球反射回太空的日照量
空气中的温室气体浓度
它们当中任何一个的变化都能影响气候
而且它们的变化方式是大致可以预测的
我的这位小朋友忽左忽右的走路方式
就好比是短期的波动
这就是天气
基本上很难预测
谁知道它等会儿又会对什么感兴趣
不过我们不难知道它游荡的范围
因为我用皮带牵着它
人不能直接观察到气候
因为我们所见的是天气
但经过好几年后推算出的平均天气变化
会揭示出一个模式
这就是一个长期的趋势
这就是气候
把注意力放在人身上 别看狗
天气很难预测 就像我的这位小朋友
但气候是可以预测的
在地球漫长的历史上 气候曾经变换过好多次
每一次都是受某种全球性力量 作用的结果
现在影响气候变化最强的力量就是
由于燃烧化石燃料而不断增加的 二氧化碳
它留住了更多的太阳热量
这些多出来的能量必须有个去处
有些能量让空气升温
大部分的能量则被海洋吸收
全世界的海洋现在都在变暖
最明显的就是北冰洋
以及它周围的陆地
好吧 如果说我们正在失去一些 夏季的海冰
不过那个地方又是没什么人去的
我干嘛要关心北极有没有冰呢
冰是地球最亮的自然表面
广阔的海洋则是最暗的自然表面
冰能把阳光反射回太空
水则会吸收阳光而变暖
这会让更多的冰融化
让更多的海洋水面暴露出来
并吸收更多的阳光
这就是所谓的正反馈效应
这是能把二氧化碳引起的热效应放大的
许多种自然机制中的一个
我们现在是在阿拉斯加的德鲁角
这里是北冰洋的边缘
当我出生的时候 这里的海岸线伸出去有1英里多
它过去曾以每年20英尺的速度缩减
现在…
缩减的速度达到了每年50英尺
北冰洋正在变暖
而且变暖的速度在不断增快
所以每年里有大部分时间 这里是没有冰的
有更多的海岸线因此暴露出来
被风暴所侵蚀
这让另一种力量变得更强大
这种力量能影响气候的变化
阿拉斯加北部 西伯利亚 加拿大
这些地方的大部分是永久性冻土
地面被冻结超过千年
它里面含有很多有机质
过去的树叶与树根
它们曾生长在数千年前
由于北冰洋地区的升温速度在加快
比地球上其他地区都要快
永久性冻土开始融化
冻土中的东西开始腐烂
效果就和冰箱断电差不多
融化的冻土释放出二氧化碳
还有甲烷 这是一种更厉害的的温室气体
它们都进入了大气中
这让世界变得更热
还有一个正反馈效应的例子
世界的永久性冻土层中储存有大量的碳
足以让大气中的二氧化碳再增加一倍
按照现在的速度
全球变暖很快就要实现大部分了
时间就是本世纪末
人类也许正在将气候推上一条不归路
让它走向无法预知的一面
好吧 如果空气 水 陆地
还有其他的一切都变暖了
全球变暖真的发生了
也许这不是人类的错
也许这是自然造成的
也许是因为太阳
不 也许不是因为太阳
我们这几十年来一直在密切的 观测太阳
而太阳输送的能量一直都没有变过
还有 地球现在是
晚上比白天更暖
冬天比夏天更暖
这是符合温室效应规律的
与太阳输送能量的增加
一点关系都没有
怀疑是没有用的 现在的一切清楚表明
人类正在改变气候
太阳根本就不是元凶
而拯救这一切的方案
人类早已制备了很久
早在比你想象中更久远的年代
巴黎 1878年9月
埃菲尔铁塔还要过好多年才会开始建造
世界上最壮观非凡的景象
自由女神像宏伟的头部
才刚刚造好
全球各地数千家展商
在巴黎的66英亩土地上
布满了他们的发明与产品
爱迪生发明的灯泡还要在好几年后
才第一次向公众展示
电气设备还没有出现
人们还不会开开关 按按钮
这是一个人牵马拉的世界
这就是我们要说到的那个人
那个有奇怪胡子的人
他是一个数学老师 名叫奥古斯丁•莫超
记住 这是在1878年
一个由煤气灯统治的世界
汽车还要过好多年才会发明
但莫超的发明足以让观众目瞪口呆
那是一个太阳能聚能设备
太阳属于我们每一个人
就算它距离我们1亿5千万公里远
感受一下它那强悍的威力吧
我的发明能把太阳散发的免费的能量 集中起来
把它转化为机械运动
为任何一种机器提供能量
它可以用来发电或者是让印刷机运转
甚至是在热天制冰
等着瞧吧
想想吧
既然阳光能转化为冰块
想想吧 朋友们 如果我们能把丰富的太阳能利用起来
我们能做出什么样的奇迹来
世界上的煤总有一天会用完
但辉煌的太阳永远在那里照耀着我们
莫超获得了这一届世界博览会的金奖
但煤炭的价格下跌了
价格如此之低 以至于人们对太阳能再也没有兴趣
此外 当时还没有人明白
燃烧化石燃料的真正代价是什么
莫超的研究经费被砍掉了
35年后 也就是二十世纪初期
通向另一个未来的另一扇大门被打开了
它发生在埃及 尼罗河岸边
未来的时间旅行者们记住了
这是一个对避免气候变化而言
绝佳的起点
1913年 埃及
这是来自美国费城的弗兰克•舒曼
他只读过3年书
但他天才的创造发明能力弥补了这一切
在30岁以前 舒曼发明了安全玻璃
它被广泛用在汽车与飞机上 挽救了无数的生命
也让他变得非常有钱
有钱让他能去追求自己真正的梦想
太阳能
舒曼领导着一支团队设计并建造了
一组太阳能聚能设备
它能驱动蒸汽机
舒曼希望利用太阳能
以灌溉沙漠
让它重新变绿
舒曼的太阳能发电站
在1913年正式启动
这是个了不起的成就
他发明了一种实用的方法
让太阳能得以实现工业规模的应用
让太阳能比煤更便宜
英德两国政府
给予了舒曼慷慨的赞助
让他去创造发明
这是一种理想的丰富的能量来源
尤其是在热带地区
那里进口煤的价格比较昂贵
但舒曼有更大的梦想
在给《科学美国人》写的一封信中
他对他的太阳能发电厂进行了计算
如果能将它安装在一个像撒哈拉沙漠 那样的地区
只需要方圆150英里的面积 就能提供
足以让世界所有工厂消费的能量
但这一切最终没有发生
石油 这种液体化石燃料的市场
随船运而蓬勃发展起来
家庭供热 汽车与卡车
石油很丰富 甚至比煤还便宜
它很容易就能获得 易于加工
要把煤装满一艘船 需要100个人干上1周
但如果是装石油
1个人干上1天就可以了
舒曼在沙漠中取得成功后的第2年
第一次世界大战爆发
他的太阳能集热器被回收 变成了武器
舒曼梦想中的太阳能发电的文明社会
只有等到下一个世纪
才能获得重生的机遇
在我们这个世界上
还有另一种取之不尽的清洁能源
风能本身也是由太阳能产生的
太阳驱动着风与波浪
与太阳能集热器不同
风能发电厂只需要很少的土地
如果是在海边 那就一点陆地都用不到
海上的风力是最强的
如果人类能把世界上百分之一的风能 利用起来
就会有充足的能源供文明社会运作
而每个小时落在地球上的太阳能量
都超过我们人类社会
1年消费的能量总和
只要人类能把很小一部分
可用的太阳能与风能利用起来
人类就会有永久充足的能源供应
而无需向大气中排放任何的碳
现在时犹未晚
未来仍值得我们奋斗
为何我能这样肯定
我们每个人都是艰苦斗争后的幸存者
如果不懂得适应环境 人类这个物种就不会存在
因为我们的先人学会了
目光长远 应时而动
人类才会有今天
前有困阻 但我们不能退避
我们要迈向新的高度
实际上 人类历史上所取得的很多伟大的成就
都是来自最黑暗的时刻
曾经有这样一个世界
6万枚核武器如箭在弦上 时刻待发
这场厮杀发生在
地球上两个最强大的国家之间
他们死也要缠在一起
每一个国家都宣称
宁愿让这个世界玉石俱焚
也不要不让别人得到她
当时我才3岁
有史以来威力最强的人造炸弹
刚由苏联引爆
旧的恐惧刚刚消退 新的恐惧随之而来
地球上2000个最大的城市
随时会有在一个下午内化为废墟的危险
但跟这个比都算不上什么
美国与苏联之间的
核军备竞赛
创造了一个副产品
阿波罗登月计划
就是美苏间军备竞争的产物
把人送上地球轨道
或是送到月球 都需要大型的 可靠的
大推力火箭 而这正是
携带核弹头所需的科技
让它可以飞越半个地球
摧毁敌国的最大城市
我相信这个国家
一定会达成这个目标
那就是在未来的十年里 把人送上月球
并让他安全的返回地球
肯尼迪总统1961年的演讲
让这个国家兴奋起来
里面提到了很多让人印象深刻的 远景计划
但在关于探月计划的内容中
没有一个字是跟科学项目有关的
没有关于对月球起源的探索
或是带回样品进行分析的想法
阿波罗计划与科学无关 它原本就是为了
展示超级大国的实力
以及战术导弹的精度
但可笑的是
在探月的道路上
当人类回望故乡时
却发现了另一个世界
我们自己的世界
第一次 我们这些地球的居民
可以后退一步 看看地球到底是什么样子
这是一个不可分割的世界
在浩瀚的宇宙中它是如此的渺小
不管是为了什么原因 让我们集结了大量的资源
投入到阿波罗计划上
不管冷战时期的我们 是如何深陷民族主义的思潮
以及对杀人武器的追求
我们仍不可避免地认识到了
地球是脆弱而不可分割的统一体
每一个明亮发光的点都是它的组成部分
这是阿波罗计划的意外收获
一个致力于死亡竞赛的项目
让我们认识了这个地球共同体
是什么样的巨人修建了这个世界奇观
是菲律宾伊富高省的人民
依靠着他们的双手辛勤劳作
在大约1万年前 我们在世界各地的祖先
利用了另一种形式的气候突变
冰河时代间歇期中出现的温和天气
他们发明了农业
他们放弃了无休止的
流浪 游猎以及采集的生活方式
这种方式曾延续了1百万年之久
他们定居下来 生产食物
他们发现耕作农田
能让他们比先人通过自然环境
获得要高出十到百倍之多的太阳能
世界各地的人们艰难地实现了
从游牧文化向农耕文化的转变
这是一种更有效的使用太阳能的方式
这让文明兴盛起来
我们就站在那些辛勤劳作的先人的肩上
他们为我们实现最基础的转变
现在 该轮到我们了
曾经有这样一个世界…
如果在金星上曾有过生命 他们也不会有机会
扭转这个世界走向地狱的命运
这种失控的温室效应是无法阻挡的
曾经
有这样一个世界
那是我们的世界
就是现在的世界
没有任何科学或技术上的障碍
会阻止我们保护这个世界
保护这个世界上珍贵的生命
一切都取决于
我们真正珍惜的是什么
我们能否付诸于行动
为什么 有人问 为什么要选择月亮
为什么把它作为我们的目标
他们也许还会问
我们为什么要登上世界的最高峰
而我们选择了登月
我们选择了在十年内登月
我们还要做其他的事情
不是因为它们很容易 而是因为它们很难