这种干预可能会分解甲烷，模仿一种可能扩大冰河时代的现象。但科学家表示，仍需进行更多的基础研究

一位艺术家描绘的商业规模的铁盐颗粒在海洋上空的释放

在接下来的 18 个月内，一家总部位于帕洛阿尔托的初创公司希望开始将少量富含铁的颗粒释放到穿越公海的轮船的废气流中。

Blue Dot Change希望确定这些粒子是否会加速甲烷的破坏，甲烷是大气中最强大的温室气体之一。如果成功，这家四人公司希望在那之后的一年内开始在商业规模上喷洒颗粒，创始人兼首席执行官大卫汉高华莱士说。

该企业是少数几家小型商业企业之一，它们渴望测试释放类似颗粒是否可以遏制气候变化，模仿一些人认为可能会扩大冰河时代的现象。《麻省理工科技评论》发现，至少有两家其他公司也提出了户外实验来评估这种方法。

在日益增长的气候问题和不断增加的甲烷排放量的推动下，探索这一概念的学术工作也越来越多，甲烷排放量在 20 年期间产生的变暖效应约为二氧化碳的85 倍。但这一领域的大多数科学家都强调，铁的想法是推测性的，到目前为止仅限于早期的实验室和建模工作。人们对释放这些粒子可能导致的其他影响知之甚少，包括潜在的危险影响。一些人认为，在现阶段介入如此复杂、鲜为人知的领域的营利性努力是鲁莽的，而且适得其反。

斯坦福大学地球系统科学教授 Rob Jackson 说：“任何建议我们准备在该领域这样做的商业企业都为时过早，而且可能被误导了。”他没有说明任何具体公司的计划。“我们对此还不够了解。我们对意外或无法预测的反应知之甚少。我们不知道社会接受度和公众对这一过程的看法。”

几家初创公司希望释放微小的三氯化铁 (FeCl 3 ) 颗粒可以加速大气中甲烷的破坏

所谓的铁盐气溶胶方法背后的基本概念是，如果我们将含有氯化物的富铁颗粒释放到空气中，阳光会照射它们，产生氯自由基（不带电的分子，带有可用于键合的电子）。这些反过来又可以推动将甲烷转化为大气中二氧化碳的反应。

但同样的粒子也有可能产生危险气体，滋生浮游植物大量繁殖，或使海洋云变亮，最后一个可能会使温室气体清除与更具争议的太阳能地球工程领域之间的界限变得模糊。

此外，化学成分非常复杂，以至于一些人不清楚释放这些气溶胶是否会增加或减少甲烷浓度，总的来说。

“我们不知道那里会发生什么，”康奈尔大学的大气科学家和铁气溶胶专家 娜塔莉·马霍瓦尔德说。

99.9%

Peter Fiekowsky是一位工程师和企业家，他是气候恢复基金会的联合创始人，他已经成为铁盐气溶胶方法的吹笛者，倡导团体在这一领域奋进。他资助了学术研究，担任多家初创公司的顾问，并被列为其中一家的股东。他自己也成立了一些相关组织。

Fiekowsky认为，仅仅通过减排来满足联合国气候小组的温度目标，并不能为人类提供“体面的生存机会”。（该目标最多设定为比工业化前水平高出 2 C，这将对人类和生态系统产生严重影响，并可能触发某些气候临界点。但研究机构并未表明变暖水平会带来风险人类灭绝。）

相反，Fiekowsky 说，我们应该努力通过更积极的干预措施将气候恢复到工业化前的条件，包括使用铁来分解甲烷。

“只有当你承担起恢复气候并确保我们的孩子生存的 [目标] 时，甲烷才真正重要，”他说。

Fiekowsky 几乎没有对铁盐气溶胶或使用它们的智慧表示怀疑，断言该方法安全、有效、廉价且不可避免。他说，以这种方式将甲烷浓度降低一半每年只需花费 10 亿美元，并认为该方法在现实世界中成功的几率为 99.9%。

“我怎么证明呢？” 他在给《麻省理工科技评论》的后续电子邮件中写道。“只有当人们停止工作时，项目才会失败。我们不会停止，直到我们成功。时期。这就是我们赢得二战的方式。这就是为什么我给我们 99.9% 的成功机会。0.1% 的失败几率将是一场首先杀死我们的核战争。”

大学环境法教授泰德·帕森 (Ted Parson) 说，Fiekowsky 通过这样的陈述赢得了声誉，他热情地关心解决问题，但在谈到某些解决方案的有效性和部署这些解决方案的紧迫性时却“过于自信自大”加利福尼亚州，洛杉矶。

“在我看来，他很快就认为科学家和其他研究人员过于谨慎，点缀每一个‘i’，划掉每一个‘t’，”Parson 说。“他想全力以赴解决问题，我担心目前还没有足够的信息来确信这是一种有效且安全的解决方案。”

'危险区'

尽管杰克逊和其他科学家对目前将这一概念商业化的努力深表担忧，但他们赞成进行仔细的早期研究，探索分解大气甲烷的潜力，无论是使用铁盐气溶胶还是其他方法。

在气候对话中，二氧化碳长期以来一直盖过甲烷，因为它在推动变暖方面发挥着更大的整体作用。但甲烷已经引起了人们的关注，因为在过去十年中，工业来源、打嗝的牛、森林砍伐和湿地等自然系统的气体排放量急剧上升。与此同时，即使全世界都在努力应对日益严重的野火、热浪和洪水，各国也没有采取足够快的速度来减少二氧化碳排放量以避免升温 2 摄氏度或更多。

因为甲烷是如此强大并且在大气中持续存在的时间如此短——数年，而二氧化碳的存在时间为数年——减少排放或破坏空气中的气体提供了我们可能必须有效减少近期变暖的为数不多的机制之一. 一项 2021 年的研究发现，到 2050 年甲烷浓度降低 40% 将使全球变暖减少约 0.4 C 。

总部位于旧金山的非营利组织 Spark Climate Solutions 的联合创始人埃里卡·莱因哈特 (Erika Reinhardt) 写道：“我们正处于人类成本和地球系统风险不断增加的变暖轨道上，在那个危险地带，度数的每一个分数都很重要。”一封电邮。

Spark 支持早期但可能至关重要的气候响应研究，包括在甲烷集中区域（如垃圾填埋场和奶牛场）以及露天大气中甲烷的破坏或清除。它为正在进行各种大气采样、计算机建模和探索铁盐气溶胶假说的实验室工作的研究合作提供资金。它包括来自哥本哈根大学、乌得勒支大学、西班牙国家研究委员会和康奈尔大学的科学家，其中包括 Mahowald。

但与其他人一样，Reinhardt 强调，对于商业企业来说，这项研究还太初步，无法开始推进。

“这是一个令人难以置信的早期领域，问题仍然多于答案，但在我们努力降低气候风险时，这些问题非常重要，”她说。

“铁假说”

铁可能在剧烈的气候变化中发挥重要作用的普遍观点可以追溯到几十年前。

在 1988 年的一次演讲中，著名海洋学家约翰·马丁 (John Martin) 有句名言：“给我半个铁罐，我会给你一个冰河时代。”

他在1990 年发表的一篇具有里程碑意义的论文中提出了“铁假说” ，即随着地球在冰河时期变冷，更强的风卷起干燥大陆上的尘埃，并将其带入海洋深处。铁约占灰尘的 3.5%，当这种矿物质进入海洋时，它可能会催生大量的浮游植物。这些，反过来，会吸收二氧化碳并将其埋在海洋中，放大冷却。

这在当时是一个极具争议的概念，但在随后的几十年里，越来越多的研究机构提供了多条证据支持这一观点。

漂浮在格陵兰岛海岸附近的冰山和海冰

许多研究小组和几家商业企业已经探索了“海洋铁肥”——将铁颗粒直接添加到水中——是否可以作为一种有意从大气中去除二氧化碳和减缓变暖的方法。

冰芯样本显示，甲烷含量在这些冰河时期也有所下降。一种假设是，当铁与海洋上方的含盐空气发生反应，产生富含氯化物的铁颗粒时，同样的尘埃可能发挥了作用。

几项实验室研究发现，阳光，或者至少是人造的阳光，会引发反应，从这些粒子中产生氯气。氯负责分解大气中约 3% 至 4% 的甲烷，将其转化为二氧化碳。因为这是一种威力小得多的温室气体，所以整体变暖效应显着降低。

在2017 年的一篇论文和其他几篇论文中，独立研究人员 Franz Dietrich Oeste、Renaud de Richter 和其他合作者提出了模仿这一过程作为“气候工程”手段的可能性。该论文更进一步，指出铁颗粒可以驱动各种其他潜在的冷却效果，包括马丁所描述的使海洋肥沃。通过提供水蒸气可以凝结的原子核，它们还可能产生更多、反射性更强的海洋云。这些更明亮的云层可能会将更多的阳光投射回太空，理论上可以使地球降温。

总而言之，将每年排放到对流层的自然铁排放量增加一倍“将能够防止甚至逆转全球变暖，”该论文称。

“我总是说，像大自然那样做，这是大自然所做的一个过程，”Oeste 说。

将“气候修复”商业化

尽管对这种方法存在担忧和未知数，但这些研究已经启发了少数企业家。

根据在线支付公司 Stripe 2021 年春季的资助申请，Fiekowsky 与人共同创立了一家早期的初创公司 Methane Oxidation Corp.，该公司计划使用铁颗粒将甲烷浓度恢复到工业化前的水平。它关闭了，但一些列出的团队成员转向了Blue Dot Change。

Henkel-Wallace 说，迄今为止，这家初创公司一直是自筹资金，但它现在正在努力筹集资金用于研究工作和能够释放颗粒的设备的开发。他说，在计划的现场试验期间，该团队希望释放几克氯化铁，然后使用已知的光学技术测量粒子羽流内外的甲烷。

Henkel-Wallace 希望发展到 2027 年底每年去除 1 亿吨甲烷的能力，他说这将需要大约 3,000 艘配备每秒能够排放几克颗粒的机器的船只。

他拒绝详细谈论公司的商业模式，但他表示希望从愿意为“气候修复”形式付费的公司那里赚取收入。

这个领域还出现了至少另外两家营利性公司。
一家名为 AMR AG 的瑞士公司目前正在进行实验室研究，并希望筹集 200 万至 300 万美元以推进实地试验。该计划是从一个退役的石油平台上缓慢释放几公斤氯化铁纳米颗粒，监测对甲烷的影响，并重复几次以确认结果。如果证明该方法安全有效，该公司将建造高达 400 米的塔，配备每小时可释放数吨颗粒的机器，从而推进大规模释放。

AMR AG 的创始人兼首席执行官奥斯瓦尔德·彼得森 (Oswald Petersen) 表示，他们提议的规模的现场试验不会对环境造成风险。他指出，卡车发动机短暂运转会产生大致相同数量的污染，尽管种类不同。

另一家公司是一家澳大利亚企业，Iron Salt Aerosol，该公司几年前提议在巴斯海峡进行实地试验，这是一条将澳大利亚维多利亚州与塔斯马尼亚岛分隔开来的海峡。但它决定不继续努力，“因为担心很难将观察到的任何大气化学变化归因于[铁盐气溶胶]活动，而且整体政治治理框架还没有准备好支持这种形式的地球工程，”创始人之一罗伯特·图利普 (Robert Tulip) 在给《麻省理工科技评论》的电子邮件中写道。

Oeste 和 de Richter 是或曾经是每家初创公司的顾问。Oeste 说，到目前为止，他已经提供了无偿的技术反馈，但他预计，如果一家公司选择继续推进，它将寻求获得该技术的许可。他说他与人共同拥有一项涵盖该方法的专利。

德里希特说他也没有报酬，他强调他的建议主要是谨慎行事。

“他们经常试图走在科学的前面，所以我试图让他们慢下来，”他谈到这些公司时说。“我们仍然需要做更多的研究和更多的建模。我们还不知道它是否适用于户外。”

加州大学洛杉矶分校的帕森说得更直白。

“从‘哇，这是一个令人兴奋的研究领域’……到‘我们现在正在测试它，我们知道它会起作用，我们正在创造一个营利性的，’的飞跃让我头晕目眩，” “ 他说。

应急工具

研究人员提出了大规模喷洒铁气溶胶可能导致的各种潜在危险或并发症。

康奈尔大学的 Mahowald 指出，富含铁的颗粒物对人类健康有直接风险，而深色颗粒可能会产生升温效应，与此类干预措施的目标背道而驰。

一些研究发现，如果这些颗粒也为海洋施肥，它可能会以难以预测的方式改变脆弱且相互关联的生态系统。如果它使海洋云变亮，考虑到旨在通过反射阳光来实现冷却的地球工程方法的敏感性，它可能会引起更严格的审查。

高浓度的氯对人类和动物也有害。而且它具有很高的反应性，这意味着它很容易分解或与甲烷以外的许多东西结合。

铁盐气溶胶假说认为，阳光会照射氯化铁 (FeCl3) 等粒子，产生氯自由基，分解空气中的甲烷

“我们不希望大气中漂浮着各种不良的氯化化合物，”斯坦福大学的杰克逊说。“在我们将氯自由基释放到大块空气中之前，我们需要做更多的研究，了解除了甲烷之外，它们还会与什么发生反应。”

Mahowald 说，氯气还可以消耗大气下层的臭氧，这有助于产生羟基自由基，自然分解大气中的绝大多数甲烷。她说，这意味着不清楚释放这些粒子是否会实际破坏或多或少的温室气体。

几位研究人员表示，这些反应可能不会对平流层的保护性臭氧层产生太大影响，但补充说，这种可能性也应该仔细评估。

也有可能这些粒子不会在高空停留足够长的时间来对甲烷水平产生很大影响，或者这种方法可能只在特定情况下、特定时间、特定地点起作用。

甲烷在大气中相对稀薄，约为百万分之 1.9，而二氧化碳约为百万分之 416 。有一些技术可以让研究人员评估铁颗粒对小尺度大气甲烷的影响。但可靠地衡量大规模释放的影响可能具有挑战性。

参与 Spark Climate 支持的研究工作的哥本哈根大学大气化学教授马修约翰逊说，即使是跨越几十立方公里的粒子羽流“也可能在卫星地图上显示为一个像素”。“很难看到信号，更不用说准确量化它了。”

反过来，这可能会阻碍核实这种干预措施去除了多少甲烷，这将是类似于二氧化碳市场中使用的甲烷去除信用的可信度的关键。

通过以营利为目的的风险投资模式从事改变氛围的工作也存在风险：可能存在财务压力，声称它运作良好，即使实际上并非如此，并淡化任何负面影响。

“提议将其商业化远远超出了科学支持的范围，”莱因哈特写道。“目前尚不清楚商业化是否会成为部署的合适途径。”

她说，如果像人们担心的那样，持续变暖引发危险的气候反馈，导致永久冻土融化、湿地干燥导致甲烷排放量急剧增加，那么铁盐方法作为一种“在紧急情况下打破玻璃”的工具最终可能更有意义, 或其他来源。

“火力全开”

Fiekowsky 认为，相对于未来大量甲烷释放的风险，与铁盐方法相关的风险被夸大了，甲烷释放可能导致全球变暖迅速加剧。

“气溶胶会在几天到几周内冲出大气层，因此造成显着损害的风险很低，”他写道。“但是，不使用 [铁盐气溶胶] 或其他甲烷氧化气溶胶的风险很高。”

Oeste 说他预计铁盐假说会得到证实。此外，他希望“简单的实验室和现场测试”能够解决对臭氧消耗和其他可能的副作用的担忧。

“大多数新理论 [come] 都受到抨击，”他写道。
Henkel-Wallace 还为 Blue Dot Change 的计划辩护，认为现场试验是我们开始解决一些未知数的方法。他说，营利模式有助于确保这项事业能够“自我维持”。但他强调，该企业距离将这种方法商业化还有很长的路要走，如果不能验证该方法是否能去除甲烷，就无法实现。

他坚称，如果出现意想不到的影响，公司会停止喷洒颗粒物，因为它是出于担忧而运营的。

“我也是这个星球上的一个人。我不想让自己处于危险之中，”他说。“工作的完整性应该得到体现。”

海洋法

有一些国际公约规范公海中可能对海洋环境产生有害影响的活动。法律专家表示，他们不一定会涵盖小规模释放铁盐颗粒的初创公司，尽管细节可能很重要。然而，一些人认为，无论哪种方式，这一领域的努力都可能引发国际反应。

在较早的使用铁肥化海洋的商业提议之后，各国试图通过联合国公约和一对海上倾倒条约的缔约方之间的各种声明和协议，将此类努力限制在小规模的科学研究中。

它们不具有法律约束力，但“可以肯定地说，商业海洋地球工程将违背国际论坛上商定的声明的精神，”国际环境政策专家、 《太阳能治理》一书的作者杰西雷诺兹说地球工程：管理人类世的气候变化。

Henkel-Wallace 表示，Blue Dot Change 将为任何实验确定相关监管机构，并且在推进任何项目之前，它将超出严格要求。

他表示，该公司已向前监管机构和律师寻求指导，Blue Dot Change 应该准备一份环境影响报告，“符合[环境保护署]这样的组织在有管辖权的情况下所要求的标准。 ”

“在过去一年左右的时间里，我们一直在假设我们可以找到一种方法来接受美国或可能的欧盟环境监管，”他在一封电子邮件中写道。

汉高-华莱士表示，该公司还打算通过气候恢复安全和治理委员会进行任何拟议的现场试验或部署，该委员会“为能够对恢复全球二氧化碳和甲烷水平产生重大影响的项目提供审查、批准和监督”

然而，观察人士质疑咨询委员会的独立性。Fiekowsky“建立”了它并担任董事长，而 Blue Dot Change 的外联总监就在上面。该组织的几位高管也曾参与气候恢复基金会。

“我认为没有人能够证明这是一个独立的委员会，”碳计划的政策主管丹尼卡伦沃德说，他研究了基于市场的气候政策和碳市场的问题。

他说，该委员会类似于早期的营利性努力，旨在为碳抵消市场建立有利的监督形式。“如果你的目标是销售产品，你就必须说该产品是真实的、好的，并且解决了问题，”他说。

“接近崩溃”

Henkel-Wallace 表示，该委员会正在“尝试”建立一个独立的监管制度来监督此类气候干预措施，并将其比作评估涉及人类的生物医学研究的机构审查委员会。但他说他也有这些担忧，并承认现在“知道”董事会是否“合法”“还为时过早”。

Fiekowsky 说，该委员会的目的是“确保我们为子孙后代恢复气候，并为公众提供准确、相关和有用的信息。” 他补充说，“要取得成功，项目必须安全、有效、合法且合乎道德。”

Fiekowsky 已经清楚地表达了他对现场实验的看法。他认为风险很小，并指出了由他共同创立的非营利组织甲烷行动资助的早期环境影响研究的有利发现。

他说：“没有人能想象出一种经久不衰的不良副作用。”

社会许可

哥本哈根大学的约翰逊说，研究人员可以通过实地实验，在不向大气中添加铁颗粒的情况下，更多地了解这种方法的潜力和风险。他说，除其他外，研究人员可以对空气中已经存在的大量铁进行采样和研究，这是沙漠等自然资源和航运、重工业和农业等人类活动的结果。

他在一封电子邮件中写道：“了解这些已经存在于当今大气中的系统，是推动 [铁盐气溶胶] 研究向前发展的最佳方式。”

事实上，这项工作已经开始了。10 月，几艘横渡大西洋的商船上的船员开始了为期一年的收集海洋空气的工作，他们使用连接到泵的手持式玻璃烧瓶来吸取样本。当船到达港口时，他们将装满烧瓶的板条箱放下，样本最终被运往荷兰的实验室进行分析，这是研究合作的一部分。

Maarten van Herpen 说，通过在实验室研究空气样本，科学家们希望提高我们对大气化学的基本了解，探索铁盐假说在实验室外是否成立，并评估这些粒子在大气中可能做的其他事情，Acacia Impact Innovation BV的执行董事，这家咨询公司也参与了这项工作。

科学家们担心，在这样一个复杂而敏感的领域推进得太快太快可能会引发对基本概念的强烈反对，从而使对可能有助于降低气候风险的工具进行仔细研究变得更加困难。事实上，一些人认为，铁施肥和太阳能地球工程的过早商业尝试可能已经做到了这一点。

杰克逊强调，这将是一次彻底的干预，从根本上改变一个重要的全球公域——这只需要在继续推进之前进行详尽的研究和广泛的支持。

“为了在百万吨规模上有所作为，我们将不得不广泛部署这些技术，”他说。“在我们安全地这样做之前，我们需要更多的信息。我们需要更多的公众许可才能改变地球的空气。”