香港打嗝的水牛和冒泡的稻田以及神秘的甲烷上升

對我們所知的未來生活具有影響的探索

香港大嶼山貝澳一個酷熱的夏日午後，一名身穿栗色T卹、頭戴棕色帽子的男子和一名身穿格子襯衫、頭髮火紅的女子悄悄走向一頭正在吃草的水牛。該男子舉起一根大約兩米長的金屬桿，將其向前推，靠近水牛的頭部。一根細長的橡膠管固定在距離水牛最近的桿子末端，通向女人拿著的透明塑料袋。

這不是普通的塑料袋，而是特別防漏的，並帶有一個連接器，可連接到婦女還拿著的泵。她打開泵，電機發出低沉的嗡嗡聲，袋子開始充氣。也許是被聲音激怒了，水牛緩慢地向前走，留下兩個人在沼澤里吱吱作響。

“把它放在那裡——空氣中還殘留著它的呼吸，”一名在旁邊乾燥的陸地上專心觀察的男子建議道。這是尤安·尼斯貝特(Euan Nisbet) 博士，他戴著眼鏡，身穿藍色襯衫，留著灰色短髮，戴著一頂時髦的紅色灌木帽，他是地質學家轉型為大氣科學家，也是來自英國的五人小組的組長，他訪問香港以揭開一些謎團。甲烷。

跟隨一頭水牛並試圖在塑料袋中呼吸它似乎是揭示任何事物之謎的奇怪方式。如果這讓你覺得很滑稽，請考慮一下媒體，包括 史密森學會 該雜誌錯誤地報導了尼斯貝特提出的觀點，早在人類第一次點火之前，恐龍的屁就導致了全球變暖（劇透警告：這是恐龍的打嗝，而不是放屁）。但這只是尼斯貝特和他的團隊在世界各地進行的艱苦偵探工作的一部分——從北極到亞馬遜流域和香港，步行、船上和飛機上採樣。正如我們所知，他們的工作成果對未來的生活產生了影響。

四種主要溫室氣體之一

甲烷是眾多被稱為碳氫化合物的有機化學物質中最簡單的一種，碳氫化合物在化石燃料中占主導地位。每個分子包含一個碳原子和四個氫原子。如您所知，甲烷是一種氣體。如果您使用天然氣做飯，大部分藍色火焰是由甲烷燃燒產生的——與氧氣反應形成二氧化碳和水。

甲烷也是四種主要溫室氣體之一，其他氣體還有二氧化碳、水蒸氣和一氧化二氮，它們確保地球大氣保留太陽熱能，否則這些熱能將被排放到太空中。逐個分子，它比二氧化碳吸收更多的紅外線，從而使其成為更有效的溫室氣體。

估算甲烷作為溫室氣體的作用相對簡單，只需在實驗室中測量甲烷吸收的紅外線量，並將結果與大氣中甲烷的含量相結合即可。但獲得詳細的圖片要困難得多。部分原因是大氣中的甲烷通過化學反應被氧化，這意味著如果今天釋放甲烷，其中絕大多數將在九年內消失。然後，這些數量不斷變化，因為來源複雜，包括工業、天然氣勘探、濕地、稻田中腐爛的植被以及打嗝的奶牛和水牛。

由於人類活動發揮著如此重要的作用，甲烷水平上升也就不足為奇了，自工業化前時代以來，甲烷水平可能佔溫室氣體造成的額外變暖的五分之一。寫在 科學， Nisbet 和兩位合著者指出，大氣中甲烷的增長速度在20 世紀90 年代末放緩，而1999 年至2006 年間總量幾乎保持不變。但2007 年又恢復了強勁增長，但沒有人知道其中的原因。正是為了尋找答案，尼斯貝特來到了香港和大嶼山。

成為天然氣爆炸者的地質學家

如果你考慮到尼斯貝特早期的職業生涯主要集中在古代火山岩上，那麼尼斯貝特似乎不太可能領導一支全球燃氣破壞者小隊。然而，他的血統、歷史和廣泛探究的思想使他非常適合這個角色。

“我出生在德國的廢墟中，在南非和津巴布韋長大，”尼斯貝特說。 “我在津巴布韋讀了六個月的大學，但成績很糟糕。”對尼斯貝特來說幸運的是，一位百萬富翁留下了錢為津巴布韋人民提供獎學金，他獲得了在英國劍橋大學學習的獎學金。他最初讀的是物理，但他的興趣發生了變化。

“我的曾祖父安德烈·格德斯·貝恩 (Andre Geddes Bain) 是非洲第一位地質學家 - 我有一幅他的布須曼人畫作，”尼斯貝特說。 “我對地質學越來越感興趣，並在最後一年轉向了這個領域。”

尼斯貝特隨後攻讀博士學位，在希臘繪製岩層地圖，之後又回到津巴布韋在牛津大學從事博士後工作。 “我在那里工作了一段美好的時光，觀察早期的火山岩和早期生命，”尼斯貝特回憶道。 “那裡有有趣的火山岩；有些已有近三十億年的歷史。如果你把它們撿起來，它們看起來相當新。”

隨後，他在加拿大中部薩斯喀徹溫大學擔任教授。這讓他有機會漫遊北極苔原，看看氣候變化可能出現的症狀。 “我走著走著，看到氣泡冒出來，我想知道：氣泡在做什麼？”他說。這些氣泡中含有分解植被產生的甲烷，尼斯貝特意識到他可以使用同位素（僅原子量不同的元素變體）來研究這一點，就像他研究被稱為疊層石的早期生命形式一樣，並為近三十億地球環境提供了線索。幾年前。

像這樣觀察甲烷意味著現在就研究地球，並深入了解幾年甚至幾十年後的未來可能發生的情況。通過這樣做，尼斯貝特從純粹的地質學轉向了環境問題。在這方面，他也受到了家庭背景的影響。

“我的家人是南非的林務員和環保主義者，”尼斯貝特說。 “我的一位曾祖父在第一次世界大戰之前是南非的首席保護林務員，並與另一位曾祖父在開普敦建立了植物園。我的父親是一名南方長老會教徒，他關心我們對環境的保護。”

尼斯貝特說，他越來越擔心地球上正在發生的事情：“我在 20 世紀 80 年代開始意識到氣候變化，特別是當我看到[來自南極洲和格陵蘭島]的冰芯數據時。很明顯，溫室氣體和溫度之間的關係非常密切。”他寫了一本書， 離開伊甸園， 該書於 1991 年由劍橋大學出版社出版，宣傳為“對當今人類面臨的最大挑戰進行的廣泛調查：保護自然環境。”

對於 Nisbet 來說，我們對這一挑戰的回應是：“從根本上講取決於人類的選擇；我們是否將自己視為環境的守護者或開發者。即使是經濟學也應該與管理有關，但我們有時往往會忘記這一點，而專注於賺錢。”

不，不是恐龍放屁——噯氣！

尼斯貝特目前的擔憂集中在涉及碳的預算上，而不是美元和美分。 “金星人已經把所有的碳都排放到了大氣中，”他說。當然，這並不是說實際上有任何金星人，因為全球變暖導致海洋蒸發，金星表面溫度高達 500 攝氏度。相比之下，在地球上，大部分碳以石灰石和煤炭的形式沉澱出來，留下二氧化碳和少量甲烷——溫度適宜生命存在。 “系統運行得相當好，”尼斯貝特評論道。

但隨著人類排放的溫室氣體不斷增加，這個系統越來越失衡，全球氣溫也在上升。人們對二氧化碳進行了廣泛的研究，部分原因是二氧化碳的產生量很大，也因為它在大氣中相對穩定——今天添加一些，其中一部分在數千年後仍將存在。此外，二氧化碳被認為是溫度變化的關鍵驅動因素，儘管尼斯貝特幫助證明甲烷可以發揮突然的、變革性的作用。

當尼斯貝特開始研究甲烷時，他還意識到大量甲烷被鎖定在一種被稱為甲烷水合物或籠形物的冰形式中。這些物質在北極永久凍土層下方和海洋深處的地方非常豐富。他寫了一篇論文，指出水合物中甲烷的大量釋放可能在結束最後一個冰河時代方面發揮了作用，導致氣候突然變暖，引發更多變化，進而導致我們當前的間冰期。

其他人隨後研究了甲烷水合物，有人認為我們也可能受到突然釋放導致氣候突然變化的威脅。人們為這種災難性的危險創造了一個術語：“籠形槍”。

令人高興的是，尼斯貝特相信甲烷水合物不會帶來迫在眉睫的危險。這是因為他的團隊成員麗貝卡·費舍爾（Rebecca Fisher）分析了深海來源的甲烷，發現它沒有到達大氣層。儘管 2010 年墨西哥灣深水地平線井噴中甲烷占主導地位，但大多數在到達地表之前都被類似地氧化了。

尼斯貝特現在領導倫敦皇家霍洛威大學大氣甲烷小組。大部分工作都是艱苦的、乏味的，很少引起科學界之外的關注。但尼斯貝特和兩位合著者發表了一篇關於恐龍的論文，他們在論文中報告說：“我們的計算表明，蜥腳類恐龍可能通過其甲烷排放在影響氣候方面發揮了重要作用。”

甚至福克斯新聞也對這個想法感興趣，並扭曲它寫道：“根據英國科學家的一項新研究，恐龍可能是通過放屁而滅絕的。”

史密森學會 該雜誌及時介入並進行了更正：“一項新研究聲稱恐龍放屁導致了史前氣候變化，但不要相信它們用毒氣自殺的報導。”但在這裡，他們在寫脹氣時也犯了錯誤。

當我通過電子郵件向尼斯貝特提到這一點時，他簡短地指出：“蜥腳類恐龍噯氣？ - 前端！”這裡給我一個新詞；雖然它看起來很花哨，但我發現它只是意味著打嗝。

正是由於噯氣，尼斯貝特和他的團隊來到了貝澳。眾所周知，像牛這樣的反芻動物在消化植物材料時會產生甲烷。但由於大多數數據來自西方北部地區，尼斯貝特希望從亞洲熱帶地區獲取樣本，而香港是收集這些樣本的好地方。

在袋子中捕捉到一些水牛的呼吸後，團隊將袋子密封，為其分配一個與時間、風速等註釋相關的代碼，然後小心地將其與其他珍貴樣本放在一起……放入可重複使用的購物袋中。隨後，這些袋子將被放入盒子中並寄回大學，進行分析以確定碳同位素的比率——這應該類似於熱帶亞洲水牛的特徵。

碳有兩種穩定同位素 - 根據其原子量分別稱為碳 12 和碳 13。 Nisbet 說：“生物學比碳 13 更容易捕獲碳 12。” “這些反應比較重的原子反應更好。”這反過來意味著生物來源的甲烷比燃燒化石燃料或天然氣洩漏中發現的甲烷“更輕”，其中碳 12 的比例更高。

當 20 世紀 80 年代和 90 年代甲烷水平上升時，人們開始轉向使用較重的同位素，這與天然氣和化石燃料燃燒是主要來源的概念完美地吻合。但目前的上漲卻有所不同。 “甲烷含量顯著降低，2014 年水平急劇上升，”Nisbet 說。 “是什麼推動了增長？它顯然是一種生物來源，而且由於生長往往是熱帶的，在南半球，它可能是奶牛、稻田或熱帶濕地。”

尼斯貝特最喜歡的罪魁禍首是南美濕地，但他仍然需要東亞的數據來幫助確定。除了水牛的冒險之外，他的團隊還在另一個地點對牛群進行了採樣，並前往香港的兩個水稻種植區——二澳和鶴頭。

“瘋狗和英國人！”尼斯貝特在 Yi O 訪問期間宣布，引用了諾埃爾·科沃德 (Noel Coward) 的歌曲，講述了在正午陽光下外出的缺點。天氣確實很熱——根據團隊溫度計，陰涼處的溫度遠遠超過 30 攝氏度，但今天，尼斯貝特喜歡炎熱的天氣，因為這是捕獲甲烷的最佳機會。

尼斯貝特仔細觀察其中一片稻田，說道：“有氣泡！”幾乎和劇中的角色一樣興奮 海底總動員。 他部署了鋼管和細軟管，而火紅頭髮的麗貝卡·布朗洛則及時將空氣泵入袋子中。

“第二個樣本是‘稻田下的排水溝’；我看到裡面有氣泡，”尼斯貝特說。 “我非常想得到一些含有甲烷的東西。”

樣品袋中充滿了來自水面附近、兩米高處以及附近紅樹林的空氣。可重複使用的購物袋裡裝滿了樣品袋，麗貝卡·費舍爾 (Rebecca Fisher) 仔細記下識別碼以及確切位置、溫度、風速等信息。

該團隊還有一輛配備甲烷採樣的汽車。從外面看，它似乎只有一個相當奇怪的車頂架，但在後面有一個巨大的設備，可以有效地“嗅探”進入的空氣並將實時讀數發送到筆記本電腦屏幕上。在鶴頭，費舍爾自豪地向我展示了一張圖片：谷歌地圖上有一條紅線標記了他們的路線，當他們經過一個公共廁所時，出現了一個巨大的尖刺，一輛卡車剛剛從那裡抽出化糞池。尼斯貝特似乎也很高興擁有這樣的記錄，我們許多人可能會簡單地將其視為腐臭的糞便。

我們迷上了“海洛因”

但甲烷並不是最迷人的化學物質，因為與分解密切相關而被稱為沼氣。然而，它非常重要。

“我現在正在寫的書《蘇菲的星球》將討論甲烷問題，這本書描述了我們給年輕人留下的混亂局面，”該組織前負責人詹姆斯·漢森博士說。 美國宇航局 戈達德太空研究所s，他為讓世界了解全球變暖做了很多工作——通過電子郵件通知我。 “我們需要大幅減少大氣中甲烷的含量，使其回到更接近工業化前的水平。這是可能的，但需要對所有主要甲烷來源進行定量了解。”

杜克大學尼古拉斯環境學院氣候科學教授德魯·辛德爾通過電子郵件補充道：“我認為我們需要同時向政策制定者澄清為什麼以及如何減少甲烷排放，通過量化排放造成的許多損害並記錄它們來自哪裡以及哪些技術和政策可以減少它們。 Nisbet 的工作以及衛星數據等都是後者的重要組成部分。”

當尼斯貝特寫道 離開伊甸園 25 多年前，人類活動導致的氣候變化在很大程度上還只是一種理論。但它的指紋已經變得越來越明顯。事實上，尼斯貝特的團隊在創紀錄的時期來到這裡，當時香港天文台的每日最高氣溫連續四天飆升至 35.0 度以上，這是香港有記錄以來第二熱的六月。從全球範圍來看，這是有記錄以來最熱的六月，也是連續 14 個月打破之前的記錄。

回到倫敦後不久，尼斯貝特給我發了一篇美國研究人員的新論文，他們發現世界上的雲層正在向兩極移動，並到達更高的大氣層。一些模型已經預測了這一結果，而移動的雲層本身可能會加劇全球變暖。

當然，我們都知道，解決全球變暖的關鍵方法是停止使用化石燃料。但尼斯貝特反映，突然停止對人類來說將是毀滅性的：“如果沒有石油，對於世界上的 90% 來說，就沒有耕作，沒有食物運輸。如果我們明天停止，將會導致五到六十億人死亡；沒有化石燃料的承載能力最多是10億。”

尼斯貝特認為，最好停止石油開採，減少主要來源，同時努力尋找替代品——這並不容易。 “我們對‘海洛因’上癮了，怎樣才能戒掉呢？”他問道，並表示這是政策制定者需要解決的問題。

然而太多的政策制定者似乎一心否認或迴避這個問題。英國剛剛關閉了氣候變化部門，菲律賓總統杜特爾特表示，該國不會履行在巴黎氣候變化協議下做出的承諾，美國總統候選人唐納德·特朗普聲稱“全球變暖的概念是由和創建的”對於中國人來說。”在香港，你只要走在街上，感受從敞開的門口吹來的空調微風，就能體會到這個問題並不緊迫。

尼斯貝特在《離開伊甸園》一書中警告說，現在不採取任何行動的政策將導致“下個世紀初期我們的文明將發生大規模的強制變革”。

事實上，我們幾乎沒有採取任何行動，而且隨著溫室氣體水平上升，我們面臨著持續的氣候變化 — — 也許是由於甲烷排放量偶爾出現波動所致。 “站在斯瓦爾巴群島（挪威群島）上，看到周圍都是冰，很難相信它會改變 - 但它會改變，”尼斯貝特反思道。 “我可以看到地中海國家在直布羅陀設置了屏障。我可以預見氣候衝突即將到來。”

寫給 南華早報 雜誌。