在地球上最大的活火山顶上，一个警钟已经响了六十年，却无人理会。1958年，斯克里普斯海洋研究所的气候学家查尔斯·基林（Charles Keeling）开始在莫纳罗亚天文台（Mauna Loa Observatory）精确测量大气中二氧化碳的浓度。当时，地球大气的二氧化碳含量约为百万分之310（ppm）。基林仅用一年时间就发现了如今熟悉的上升趋势。
“你可以把它看作是监测地球的生命体征，”继续父亲工作的斯克里普斯研究所的拉尔夫·基林（Ralph Keeling）说。“消息并不好。今年4月，二氧化碳含量达到了410 ppm，比工业革命前水平高出50%。而且它以每年约3 ppm的速度增长，这是一个创纪录的速度。去年，175个国家通过《巴黎协定》同意减少排放，该协定——乐观地——可以将全球气温升幅控制在比工业革命前水平高1.5摄氏度以内。”
“我们几乎已经达到了，”加州大学欧文分校的冰川学家埃里克·里格诺特（Eric Rignot）说。“我认为总有一天，人们会意识到我们已经超过了。”
拉尔夫·基林表示，我们目前的排放轨迹将使地球的二氧化碳含量至少达到450 ppm。根据《自然-通讯》四月份的一项研究，如果到2050年燃烧化石燃料的速度继续增加，其含量将达到5000万年来的最高点。再过几个世纪，二氧化碳含量将达到4.2亿年未见的水平，导致前所未有的海平面上升。
基林不认为会发展到那一步。美国和其他国家的新能效标准和更清洁的能源已经开始减少排放。如果这些努力在莫纳罗亚天文台得到体现，就可能表明人类仍然拥有一定的控制力。“到目前为止，那条曲线就像一个警钟，”基林说。“但如果我们开始采取积极措施，它就能成为进步和希望的象征。”
然而，新的研究表明，减少排放并非万全之策。“如果你突然停止排放，气温会稍有下降，但不会下降太多，”麻省理工学院的大气科学家苏珊·所罗门（Susan Solomon）说。“气温将近700年内都将保持几乎一样高。”
这是因为二氧化碳会滞留在大气中——很多会在千年后依然存在——将越来越多的能量泵入海洋。因此，气温会趋于稳定，但海平面却会持续上升。
这意味着人类实际上需要去除温室气体，才能达到科学家认为安全的水平，即大约350 ppm。即使是短暂存在的温室气体——如甲烷，其存在时间约为十年——也仍将导致海平面在未来几个世纪内持续上升。
原因很简单。温室气体会在我们的大气中捕获额外的热量，而海洋则吸收了其中大部分。随着温水的膨胀，会导致海平面上升。就像热水一样，海洋必须通过大气将热量辐射回太空才能冷却。
前NASA科学家、现任哥伦比亚大学教授的詹姆斯·汉森（James Hansen）在1988年向国会作证，将气候变化推向了公众视野。“450 ppm的水平将是灾难性的，”汉森现在说。“如果长期保持在这个水平，肯定会淹没沿海城市。”
在《地球系统动力学讨论》（Earth System Dynamics Discussion）最近的一项研究中，汉森的团队写道，要达到350 ppm，人类必须在接下来的一个世纪里从大气中提取数十亿吨二氧化碳。他们计算了达到这一阈值的一系列方案，最终的代价是每年约80年，花费在1000亿美元到1万亿美元之间。
他们发现，到2100年将地球恢复到350 ppm需要大规模植树造林，以及大量的投资来提高土壤肥力，使其能储存更多碳。我们还需要大规模的技术来去除气体，而这在目前还不可行。其他人正在探索替代方法。哈佛大学的一个项目正在花费2000万美元向平流层发射粒子，以测试一种太阳能盾。
一些科学家担心，即使是谈论这种地球工程也会助长人们继续污染的念头。但这并没有阻止讨论。“我们排入空气中的所有污染物，都将不得不被我们清除，”里格诺特说。
[本文最初以“碳的真正代价”的标题刊登在印刷版上。]
