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铁的新贡献(转载)

已有 3612 次阅读 2008-4-5 16:18 |个人分类:材料科学

铁在历史上的功绩是尽人皆知的,因为它创造了铁器时代。但历史进步到今天,西方有人认为钢铁工业已是夕阳工业,寿命不会太长了。事实则并非如此,世界仍然离不开铁,而且现在又有科学家试图给铁派上新用场,委派”它去降低全球的温室效应。这听起来有点让人莫名其妙,铁怎么能承担如此重任呢?但如果你知道了有关已故科学家马尔丁的故事,你就会明白了。

近年来,由于温室效应已使全球气候变暖,并给人类未来的生活和生存带来了威胁,而造成温室效应的罪魁祸首是大气中不断增加的二氧化碳。它像在地球周围罩了一层玻璃,阻挡了太阳的热量返回太空,形成一个“地球温室”,因此许多科学家都在设法降低温室效应。

20世纪80年代,美国一位叫约翰·马尔丁的海洋学家就开始研究怎样控制全球气候变暖的问题。他认为,仅陆地上的植物,通过光合作用每年就能吸收200亿~300亿吨碳(这些碳来源于大气中的二氧化碳)。然而陆地上的植物仅是全球植物的很少一部分,在占地球面积70%以上的海洋中也有植物。比如海水中的浮游藻类,它们吸收大气中二氧化碳的能力并不比高大的陆地植物逊色,一年能吸收400亿吨左右的碳

但是他发现,在地球南极水域中的浮游藻类植物特别稀少。为什么不能在这里大量繁殖海藻来吸收二氧化碳呢?他在南极考察时,南极区的植物并不稀少,甚至比英国周围的海水中还多,水温对海藻也很适合,但南极海藻为何不能繁殖呢?

后来,马尔丁发现,在南极海域的海水中铁的浓度特别低正常的海水中的含铁量为每升1/(1.6×108)毫克,而南极海水中的铁每升只有1/(8×109)毫克,相差约50倍。因此海藻的光合作用无法完成,因为铁是参与光合作用不可缺少的元素,就像人体中缺铁会造成贫血,严重时还会造成死亡一样。

马尔丁提出了一个在南极海域大量繁殖海藻的大胆方案,即向那里的海水中投放约10亿千克铁粉,使那里的约320万立方千米的海水中的铁含量增加,这一任务用大型的油船即可完成。据马尔丁计算,投放铁粉后,海藻就会大量增加,每年可以多吸收64 000亿千克二氧化碳,这一数量几乎相当全世界工业生产一年排放的二氧化碳。这样,全球性气候变暖就会得到缓解。当然,也有一些科学家不同意这种方法,但大多数环境科学家都称赞马尔丁的大胆设想。

马尔丁为了证实方案的可行性,专门收集了许多瓶南极海水,然后以正常海水(含铁正常)为对照,在各瓶南极海水中加入不同剂量的铁粉后,分别繁殖海藻。结果发现,凡加入足够铁粉的瓶子内,海藻毫无例外地旺盛生长,仅几天内其产生的叶绿素含量就猛增10多倍。他还准备在南极地区的海面上人工设置一些人造浮体,种植几百万平方千米的海藻,补施铁质肥料,用以促进海藻的大量繁殖。可惜的是,他的宏伟计划还没有实现,就不幸去世了。但愿他的计划将会由他的支持者来实现。

(转自中科院金属研究所科普天地)



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