2045年的某个夏日，北纬82度，一艘无人驾驶智能货轮正以节能模式滑行于极地晨雾之中。海面波光粼粼，仿佛天空洒落的一层碎银，在稀薄而明亮的极昼光照中悄然颤动。这里没有直射的烈日，只有穿越大气、被残存冰雪折返与散射后的辉光。
雷达低鸣，在一片平静中探索着这条人类历史上从未确凿存在于地图上的崭新航路。没有破冰船开道，也无需躲避锋利浮冰的撞击。遥远的深空中，一组组低轨卫星织就全球气候感知网络，实时回传海冰边界、洋流流速、海水温盐结构等关键数据至全球各大气候中心——地球上首条极地航线，逐步清晰。
这就是正从纸面构想走向现实的“北极航道”，它并非幻想，而是科学模型预测的未来图景。多项研究指出，在当前温室气体排放趋势下，北极夏季将在2050年前至少出现一次出现“无冰”状态，即9月北极海冰面积将从最鼎盛时期的约700万平方公里（20世纪80年代初），逐渐减少至低于100万平方公里。
那时，北极将不再是神话与探险家的舞台，而会成为物流与利益争夺的新前线。
“北极航道”成为现实源自全球变暖，而全球变暖的成因是人为温室气体排放。那么这是否意味着，我们拥有了改变自然的能力？还是正如这条航道本身那样，我们只是沿着气候变化铺出的轨迹，被动前行？

1990年9月和2024年9月北极海冰的平均浓度图。
图片来源：https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/sea-ice-arctic/show-all。

地球改造狂想曲：那些历史上的气候工程

如果说北极航道的出现，是地球在气候变化过程中逐步“顺应”人类长期排放的副产物，那么人类历史上的另一种努力，则显得急促而激进——主动大规模改造自然，让生态按照自己的意愿运行。
在技术崇拜与工程热潮达到顶峰的19、20世纪，彼时的人们坚信，只要掌握足够强大的技术，就能重绘河流、改造气候、拓展陆地。在这样的信念驱动下，全球陆续涌现出一系列宏大的“气候工程”构想：人类希望借助宏大工程与科学规划，以人为之力重塑地球结构、调控气候系统，乃至重新划定地缘版图。
1927年，德国建筑师赫尔曼·索格尔提出了被后世称为“20世纪最大胆也最疯狂的气候工程设想”之一的“亚特兰特罗帕计划（Atlantropa）”。它的核心构想，是在直布罗陀海峡修建一座超过14.3公里长、300米高的大坝，切断大西洋与地中海的联系，使地中海海平面下降约200米，从而“露出”超过70万平方公里——面积相当于两个德国的新陆地。届时，亚得里亚海的大部分将干涸，意大利半岛的陆地面积将显著扩展。新的土地将用于安置人口和农业开发。更进一步，该计划还设想在达达尼尔海峡及西西里岛与突尼斯之间再建两座大坝，彻底重塑整个地中海区域的地理面貌。计划名称“Atlantropa”，正是“Atlantic（大西洋）”与“Europa（欧洲）”的合成，意图展现欧洲力量主导自然与地缘的新秩序。
这一构想的背后，实则反映了当时欧洲社会多重叠加的焦虑：一战的创伤仍未愈合，煤炭等化石能源被认为可能即将枯竭，欧洲人口密集、土地紧张，地缘政治局势动荡不安。在这样的背景下，索格尔希望通过这项超级工程，一举解决欧洲的能源危机（利用大坝发电）、人口压力（开发新土地）、地缘冲突（通过共同工程促进欧洲统一），甚至改变气候，将北非打造成“适宜欧洲人居住的乐园”。这既是对技术的盲目崇拜，也是一种对现实困境的理想主义回应。

亚特兰特罗帕计划中各类水电及土地开垦项目的概略地图。
图片来源：Wikipedia，https://en.wikipedia.org/wiki/Atlantropa?utm_source=chatgpt.com。

来到20世纪中叶，1947年启动的美国播云计划（Project Cirrus）是世界上首个系统化的天气改造实验项目之一。美国科学家通过向云层播撒碘化银以诱发降雨，初衷是缓解干旱或改变飓风路径。这一项目持续至1953年，期间曾引发多起争议——尤其是“天气转移”问题，一些地区声称因播云而遭受洪灾，并对项目方提起诉讼。播云计划后来也成为天气操控伦理与法律边界讨论的标志性事件。
这些历史上的人为规模性改造自然项目，大多以失败告终。它们仿佛在提醒我们：宏大的地球工程往往只考虑技术可行性，却低估了生态系统的复杂反馈和社会文化的脆弱边界。
但这是否意味着，人类注定在自然面前只能仰望与退让？
并非如此。与那些未及实施或草草收场的宏大构想相比，确有一场涉及全人类的环境保卫战，在真正实现跨国合作、科学引导与制度落地后，正一步步坚定的迈向胜利。这就是自1987年《蒙特利尔议定书》签署以来的臭氧层空洞修复计划。它不仅是人类史上第一场成功的全球环境保卫战，也为“我们到底能否修复对地球造成的伤害”这一问题提供了希望的注脚和深刻的启示。

平流层臭氧的消失与复原

1985年，一项由英国南极调查局（British Antarctic Survey）在《自然》杂志上发表的研究震惊全球：南极上空平流层臭氧浓度在每年春季急剧减少，形成一个巨大的“臭氧空洞”，面积堪比北美洲。这一发现迅速引发科学界和全球媒体的关注，因为臭氧层正是保护地球生命免受紫外线B辐射（UV-B）伤害的“天然防晒霜”——它能吸收高达99%的UV-B。一旦受损，将直接导致皮肤癌、白内障、农作物减产以及海洋浮游植物数量骤降等一系列连锁生态与健康危机 。

平流层臭氧层对紫外线的阻挡作用。
图片来源：五分钟聊碳。

很快，麻省理工学院的大气化学家马里奥·莫利纳（Mario Molina）和谢伍德·罗兰（Sherwood Rowland）等人提出，氯氟烃（CFCs）是造成臭氧层破坏的罪魁祸首。这些被广泛用于制冷剂、发泡剂与喷雾罐的“奇迹分子”，在平流层中被紫外线分解，释放出氯原子，而每一个氯原子可反复催化成千上万个臭氧分子的分解，自身却并不被消耗，从而造成极其高效的“链式破坏反应”。
1986–1987年，美国科学家苏珊·所罗门（Susan Solomon）带领团队亲赴南极实地观测，最终确认了CFCs所释放的氯自由基正是南极臭氧崩塌的直接原因。这项工作不仅补全了臭氧层空洞形成的理论链条，也促成全球政治层面的迅速反应。
1987年，43个国家在加拿大蒙特利尔共同签署了《蒙特利尔议定书》（Montreal Protocol），承诺分阶段削减并逐步淘汰CFCs。此后，议定书历经6次修订，逐步涵盖更多类型的ODSs（消耗臭氧层物质），成为全球最具执行力、最具成效的环境公约之一。截至2023年，已有198个缔约国加入，是联合国历史上最接近“普遍采纳”的国际条约，人类有史以来最成功的环保协议之一。



1979、2006、2019年的南极上空臭氧空洞的大小和形状。
图片来源：https://earthobservatory.nasa.gov/world-of-change/Ozone。

将近40年后的今天，一项发表在《自然》（Nature）杂志上的研究[8]，首次以坚实证据验证了“人为臭氧层修复”的切实成效。该研究由苏珊·所罗门（Susan Solomon）团队主导，他们创新性地将“指纹识别法”（Fingerprinting Method）——一种原本用于归因全球变暖主因的统计模型——首次应用于臭氧层恢复研究。这一方法通过构建自然变化与人为干预下的不同响应模式，从观测数据中识别最匹配的“指纹”，以此确定哪些因素真正驱动了变化过程。
研究团队发现，自2005年以来，南极平流层中臭氧浓度的上升趋势，与“人为削减臭氧消耗物质（ODSs）”所预测的变化轨迹高度一致；而与自然气候波动导致的变化模式明显不符。换句话说，臭氧层的恢复并非大自然“自己好起来了”，而是人类行动产生了明确效果。这项结论以95%的统计置信度排除了“自然恢复”的假设，首次有力地证明：臭氧层的修复，确实是全球削减ODSs这一集体努力的结果。
这一结论不仅为几十年来环保努力提供了科学背书，也有力反驳了类似“全球变暖是自然波动”这样的怀疑论。更关键的是，它证明了在制度执行、技术禁用与全球协作并行的前提下，人类的确能够扭转自身给地球造成的系统性损伤。

1979-2024年南极臭氧洞面积。
图片来源：Our World in Data。

臭氧消耗物质消费量相对于基准年1986年的变化（1986年的值被设定为100）。
图片来源：Our World in Data。

成效亦可量化。根据联合国环境规划署（UNEP）的评估，若无《蒙特利尔议定书》，美国1890–2100年间出生的人口中，将增加约4.43亿皮肤癌病例与6300万白内障病例，而地表紫外线强度将在数十年内持续攀升至危险阈值。而目前，ODS全球浓度已下降近98%。联合国评估认为，若各国持续遵循《蒙特利尔议定书》，南极臭氧层将于约2066年前后恢复至1980年水平，北极与全球平均浓度分别在2045与2040年左右恢复。
臭氧层修复也因此成为了人类史上首个成功的全球环境治理范例——它整合了科学预警、政策响应、法律约束与产业替代等多维度手段，是系统治理生态问题的范式样本。而这种系统性，也正是当今碳中和行动最亟需的精神资源。
当然，两者也有区别。臭氧破坏主要源于数十种化学品，可用立法强制淘汰；而碳排放嵌入人类几乎所有活动，要削减，不仅需要“禁”，更需要“替”、“省”、“改”。
但即便如此，《蒙特利尔议定书》的成功依然证明了：当全人类达成科学共识并建立有效制度约束时，即使面对全球性的环境挑战，我们也有能力扭转局面，让一切回到正轨。

我们能否再次“改造”自然？

如果说亚特兰特罗帕计划属于“造梦未成”，那么北极海冰的消失则是一份未曾标明代价的“馈赠”。
好处不容否认：作为可能取代传统苏伊士运河和巴拿马运河的重要航线之一，“北极航道”能大幅缩短亚洲与欧洲之间的航运距离。例如，从上海经北极航道前往鹿特丹，比通过苏伊士运河缩短约30%至40%的航程，节省多达12至15天的运输时间与大量燃料成本。中国远洋海运集团有限公司（China Ocean Shipping Company Group，COSCO）实际测算显示，通过北极东北航道进行14次航行，可累计节省220个航程日、6948吨燃料，成本节省合计约936万美元。正因如此，“北极航道”也被誉为继苏伊士运河、巴拿马运河、好望角航线之后的全球“第四通道”。
然而，我们必须牢记，这条航道的出现，并非源于技术突破，而是气候变迁下的意外产物。它一边拓展了人类航运和经贸的疆界，一边也潜藏着更为复杂的生态代价和伦理挑战：北极熊、海象等依赖海冰生存的物种面临灭绝威胁；海冰减少导致极地反照率下降，气候变暖加速，极端寒潮和热浪发生频率增加；同时，原本封冻的极地矿产和能源也进入开采视野，潜在的资源争夺和军事博弈使北极成为新一轮大国竞争的前沿。
与这条“无意中开启”的通道形成鲜明对比的，是人类近年来主动做出的另一种选择：碳中和。它既非像亚特兰特罗帕那样试图改写地球面貌，也非像北极航道一样被动承受气候变化的结果。它是一次人类与地球“关系重构”的历程——在承认人类对地球生态负有责任和义务后的深刻反省与调整。
从能源上看，它倡导可再生能源替代化石能源，减少根源性排放；从产业上看，它推动循环经济，减少资源浪费与碳足迹；从生态上看，它强调“负碳”能力，如森林碳汇、蓝碳技术等，让自然成为减排的伙伴。
碳中和强调节制、自省与系统治理，是对技术万能主义的超越。因为历史一再表明，技术不是万能的积木塔，自然也不会允许我们一次次在狂喜中肆意搭建，又仅仅是在崩塌中付出唏嘘的代价。臭氧层修复提醒我们，真正有力的环境行动从不是“惊天一役”，而是源于对科学的尊重、对治理的坚持、对合作的共鸣，以及对自然秩序和生态伦理的敬畏。
“我们到底有没有能力再次改造自然？”
或许正确的问题是：“我们能否改造自己，以与自然和谐共存？”

图片来源：Pexels。

参考资料：

[1] Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), Summary for Policymakers, Sixth Assessment Report (AR6), 2021. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/.
[2] National Snow and Ice Data Center (NSIDC), “Arctic Sea Ice Minimum,” [Online]. Available: https://nsidc.org/arcticseaicenews/charctic-interactive-sea-ice-graph/. [Accessed: 23-Jun-2025].
[3] Lehmann P. Desert Edens: Colonial Climate Engineering in the Age of Anxiety[M]. Princeton: Princeton University Press, 2022. ISBN 9780691238289.
[4] Fleming, J. R. (2010). Fixing the Sky: The Checkered History of Weather and Climate Control. Columbia University Press.
[5] J. C. Farman, B. G. Gardiner, and J. D. Shanklin, “Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction,” Nature, vol. 315, pp. 207–210, 1985. doi: 10.1038/315207a0.
[6] UNEP, “Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer: 2022 Update,” United Nations Environment Programme, 2022. [Online]. Available: https://ozone.unep.org/twenty-questions-and-answers-about-ozone-layer-2022-update.
[7] Molina, M. J., & Rowland, F. S. (1974). Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: Chlorine atom-catalysed destruction of ozone. Nature, 249, 810–812. DOI: 10.1038/249810a0.
[8] Wang, P., Solomon, S., Santer, B.D. et al. Fingerprinting the recovery of Antarctic ozone. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08640-9.
[9] United Nations Environment Programme, The Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer, 1987. [Online]. Available: https://ozone.unep.org/treaties/montreal-protocol.
[10] U.S. Environmental Protection Agency, “Updating the Atmospheric and Health Effects Framework Model: Stratospheric Ozone Protection and Human Health Benefits,” Stratospheric Protection Division, Office of Air and Radiation, EPA Rep. 430 R 20 005, Washington, DC, May 2020. [Online]. Available: https://www.epa.gov/sites/default/files/2020-04/documents/2020_ahef_report.pdf
[11] L. Lu, Y. Chen, X. Li et al., “Ships are projected to navigate whole year-round along the North Sea Route by 2100,” Communications Earth & Environment, 2024.
[12] “Arctic Ambitions: China’s Engagement With the Northern Sea Route,” *WITA Blog*, 2023. [Online]. Available: https://www.wita.org/blogs/chinas-engagement-northern-sea-route/.\
[13] Lasserre, F. (2014). Case studies of shipping along the Northern Sea Route and the Northwest Passage. Polar Geography, 37(1), 1–30. https://doi.org/10.1080/1088937X.2013.845859.

来源: 五分钟聊碳