牛打嗝导致气候变暖这锅背得有点冤
过去,全世界的牛们不明不白地背了一个罪名,温室气体的制造者,因为它们在安静地反刍胃中的食物——植物时,通过打嗝释放大量甲烷,后者又是一种强效温室气体,其温室效应是二氧化碳的二十多倍。因此,牛被视为气候变暖的第二罪魁(头号罪魁是人类)。
根据计算,牲畜在饲养过程中会排放大量温室气体,畜牧业占据了全球超过14%的碳排放,其中65%来自养牛业。牛是甲烷的主要贡献者,一头奶牛每天产生大约300升甲烷,把一头奶牛一天排放的甲烷收集起来足以烧开20升的水。当然,绵羊和山羊在打嗝时也会排出甲烷,但远少于牛。
由于牛背了甲烷排放大户的锅,因此一些国家要对养牛业征收温室气体排放税,行动最积极的是丹麦、新西兰等国。丹麦 *** 计划,从2030年起,当地农户在饲养牲畜过程中产生的温室气体将以二氧化碳当量为单位被征税,每吨二氧化碳当量的价格为300克朗(约312元人民币)。到2035年,这一数字将上升到750克朗(约781元人民币)。
不过,丹麦 *** 将在头两年实行60%的减免,只征收40%的税,因此从2030年起,丹麦牲畜养殖户实际会被征收的温室气体排放税为每吨二氧化碳当量120克朗(约125元人民币)。到2035年,这一数字将上升到300克朗(约312元人民币)。根据丹麦智库Concito的数据,一头丹麦奶牛平均每年排放5.6吨二氧化碳当量的温室气体。即便以四折价格来计算排放税,牲畜养殖户每年需为饲养一头奶牛缴纳672克朗(约700元人民币)的税。
本来,新西兰行动更快,计划在2025年向养殖户征收温室气体排放税,征集的税款将全部用于资助农业新技术的研究,但定价尚未确定。由于农民反对,这项征税计划尚未实施。
现在,情况有了变化。一些科学家认为,此前对牛打嗝排放甲烷的计算量可能存在误算,实际上,牛排放的甲烷并没有那么高。如果这个结论能被采纳,牛们或许可以不背黑锅,农民也不必缴纳温室气体排放税了。
美国加州大学伯克利分校的一个研究团队在8月14日的《科学》杂志发表的一项研究指出,通过基因编辑技术改造产甲烷微生物,发现甲烷的“同位素指纹”并非只取决于微生物吃什么,环境条件同样关键。过去由于忽略了甲烷的同位素指纹,对牛排放甲烷的能力和数量可能高估了。
许多元素在自然界中存在同位素(同一种元素的所有同位素都具有相同的质子数目,即原子序数,但中子数目不同,故质量数不同)。人体内的碳99%是碳-12,1%是碳-13(因核多一个中子而略重);水中的氢99.985%是氢-1,0.015%是氘(氢-2),因核含中子而重量翻倍。
同位素的自然丰度体现在所有生物产生的分子中,过去70年的研究表明,不同生物和其他过程产生的甲烷具有独特的同位素指纹,油田天然气、牛胃产甲烷菌、深海沉积物微生物产生的甲烷各有不同指纹。
大气中约三分之二的甲烷来自生活在缺氧环境中的微生物,如湿地、稻田、垃圾掩埋场与牛的肠胃。过去,研究人员在追踪甲烷排放时,一般是靠分子中碳与氢的同位素比例作为鉴别不同环境甲烷来源的依据。
现在的这项研究显示,微生物的细胞反应会让同位素组成出现变化,这对过去以食物来源决定同位素指纹的假说提出了挑战。研究人员利用CRISPR基因编辑技术编辑常见产甲烷菌Methanosarcinaacetivorans,后者以乙酸和甲醇为食。同时,产甲烷菌产生甲烷还需要甲基辅酶M还原酶(MCR)。牛的瘤胃里就有大量的产甲烷菌,在MCR的帮助下将消化植物产生的氢气变成甲烷。
但是,当产甲烷菌缺乏首选的食物时,MCR活性降低,产甲烷菌细胞通过改变其他一些酶的活性作出响应,导致甲烷生成速率大幅减慢,以致MCR开始正向和反向双向运行。在反向运行时,这些酶从碳原子中去除氢;正向运行时则添加氢。这些过程导致甲烷中的氢逐渐与水分子交换,最终影响甲烷的同位素组成,也影响甲烷产出的数量。
这项研究既说明在真实世界中,产甲烷菌产生的甲烷同位素指纹并不总是与实验室相同,也表明牛打嗝产生的甲烷并不像以前估计的那么多。因为牛胃里的植物并非都符合产甲烷菌的口胃,以及MCR也并非总是充分,这就会影响甲烷的产出数量。
另外,反刍动物分解胃中的植物纤维会产生包括甲烷在内的多种气体,而这个过程受到动物的饮食、健康状况、肠道菌群种类等多种因素影响,使得甲烷的生成量变化很大。不同牛的生理状况、食谱、饲料消化效率等都不同,导致其甲烷排放量存在较大差异,难以用一个固定值来代表所有牛的排放量。
不过,在过去推算牛打嗝产生大量甲烷的假设基础上,人们提出了种种减少牲畜产生甲烷的方式,主要有4种,研发饲料补充剂、投喂红藻衍生品、研发疫苗和改变牛肠道中的微生物。其中,饲料补充剂和红藻衍生品被统称为“牛打嗝抑制剂”,也被美国《麻省理工科技评论》评选为2025年十大突破性技术之一。
滑天下之大稽!地球自身调节温度功能才是更大的地表温度调节器。人类活动阻断了其活动良性循环而已
是什么导致了全球变暖?如何破解? 对于变暖的原因,普遍认为是二氧化碳等温室气体所为。那么温室气体为什么会更容易吸收热量?因为大气的主要成分氮气N₂和氧气O₂都是双原子分子,而温室气体都是三原子或多原子分子,比如H2O,CO₂,O₃,N₂O 同样体积,同样一摩尔22.4升,原子数比氮气和氧气多50%, 空间内的原子数多了则更容易与光线作用,截获光的能量,或者说更容易吸热。这是个极其简单的逻辑。 这也解释了为什么甲烷(CH₄)和六氟化硫(SF6)是极强的温室气体。 另外,全球变暖还有一个重要原因,就是热排放。燃烧是放热的,煤石油天然气这些化石能源如果存在于地下,数亿年都不会影响地表气候,但是它们被源源不断的引入地表燃烧放热,日积月累,由量变到质变,逐渐打破了长久以来的热平衡,增加地表的热负荷。 简单来说,地表系统,热过载了。 此外,全球变暖还有一个被忽视的重要原因,就是地球的散热方式不止是热辐射,还有热传导,而现在,热传导受阻了。通常,地表水吸热蒸发,升到高空,向周围空气传递热量后再冷凝成雨雪又回到地表,循环往复,时刻不停。这就像人体在酷热时不断流汗,通过汗液将热量带出体外,然后再饮水,再流汗,循环往复。地表水也是同样的道理,它们就像是一台提升机,将热量从地表提到高空,完成了地球热量向外散发的之一步。这是地球极其常见又重要的散热方式。 高空的空气继续将热量向外传递,直到最外围的气体携带着热量永远脱离地球。地球大气层最外一层--散逸层,说的就是气体物质即将脱离地球飘向太空的临界区域。从地表到太空,气体浓度越来越低,温度也越来越低。物质从高浓度流向低浓度,热量从高温区域流向低温区域。这是存在了亿万年的秩序。 但是,当人类发明飞机后,大量商业航班、军用飞行器,飞行在1万米到2万米的平流层,它们所释放的大量的物质(二氧化碳)浓度及温度远高于周围环境,形成了一道物质墙和热量墙,这必然会阻碍地表热量向外散发。地球热量散发的慢了,地表温度自然升高。任何高温气体在这个高度插入,都会阻碍地表热量的散失,因为它打破了原先正常的温度差和浓度差,形成了一道突兀的热屏障。 综上,温室效应、热排放以及高空热屏障导致了地表气温缓慢升高。 全球变暖造成了许多恶果,其中最重要的一个是冰川融化。海洋和极地冰川融化会引发海平面上涨,危及海岸家园。高原冰川融化会引发泥石流、溃坝、洪灾等,前期洪灾,后期缺水甚至断流干旱,极大影响流域生态。但这都是表面现象。 如果室内温度过高,我们可以在地上撒一桶冰块,通过冰块吸热融化来降温。同理,各地的冰川冰层为什么会消融,它们其实吸收了地表过多的热量,起到了平抑地球气温的作用。 但随着全球变暖,冰川日益减少,冰川越少,降温的能力就越低,温度升的就越快,然后冰川融化的就越快,成了恶性循环,这也是近几年气候升温越来越快的原因。 冰川融化,说明气候已经失衡,当冰川融尽,气温上升将再无阻拦! 那么,怎么应对全球升温,或者说气候危机? 1城市地表硬化无法储存雨水,导致热量留在地表热岛效应明显。在建筑物顶铺设吸水层,既有利于散热也减缓城市内涝。 2.光伏发电。光伏发电其实就是截取地表热量,将A地区的热能转移到B地区,将C时段的热量用到D时段,取之于地表用之于地表,并没有给地表引入额外的热量。 第二步,用光伏发的电来电解水,生成氢气和氧气。将氢气作为能量的载体,取代天然气等化石能源,它就是由地表热能转化而来,没有增加地表热负荷,同光电一样,是真正的清洁能源。 第三步,当能源充足的时候,释放氢气和氧气。每年从地球脱离的气体多为氢氦,因为它们密度极小,氢气如果脱离地球不仅带走自身化学能即最初的地表热能,还带走环境的热量,就像水汽带走地表热量那样,而且因为极轻,它又最容易突破高空热屏障。同时,释放的氧气也能补充数百年来燃烧化石能源所造成的氧气损耗。人们通常关注大气中二氧化碳含量的上升,却忽视氧气含量的降低,因为氧气的基数实在太大了,数值变化不明显,但如果不能提前有效应对,那么这个问题也会像气候变暖一样慢慢的从量变发展到质变。 综上,用光伏发电来电解水,先实现地表这个系统内的热循环(能量循环),不再从地下额外引入热量,再通过排放氢气,加速地表热散失、热排放,给地表降温,给全球升温的迅猛势头踩刹车。 这是一场关乎全人类的行动。全球变暖气候异常会先冲击农作物的生长,引发粮食危机,必须要引起重视才行。另外,利用地表太阳能,分解化石燃料这样的碳基能源,人工合成葡萄糖,是现在以及将来人类最重要的事情,尽管,它可能会侵害某些粮业巨头的利益。 3.万一内陆水资源枯竭,可以考虑将海水送往内陆蒸发,既可以给内陆降温,回收盐分,又可以给陆地带来降水。 end
你字多,信你。但是在(石油 煤炭 天然气这些)巨大的经济效益前,想靠电解水来维持,绝对太难,估计50年内都不太行,可能要等地下资源开采完了才会吧。
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