袁　越

地球的前半輩子是在二氧化碳的籠罩下度過的?？筛鶕?jù)2007年測，得的數(shù)據(jù)顯示，地球大氣層中的二氧化碳濃度只有0.0384％，也就是384ppm(1ppm等于百萬分之一)，地球上的二氧化碳都到哪兒去了?

二氧化碳是著名的溫室氣體，它能讓太陽光順利通過，卻會(huì)阻止地表熱量的散失。

地球和太陽的距離適中，但在地球形成的初期，太陽的輻射強(qiáng)度只有現(xiàn)在的四分之一，為什么那時(shí)的地球沒有被凍成冰球呢?最新的理論認(rèn)為，正是由于二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，使得地球的溫度不至于太冷，水的3種形態(tài)都存在。液態(tài)的水(比如降雨)能夠溶解空氣中的二氧化碳，把它變?yōu)樘妓猁}，沉積到巖石層中。地球的內(nèi)部很熱，沉積在地殼中的碳經(jīng)常會(huì)隨著火山噴發(fā)而重新變?yōu)槎趸坚尫诺酱髿庵?，這就形成了一個(gè)碳循環(huán)。

經(jīng)過幾億年的時(shí)間，這個(gè)碳循環(huán)逐漸達(dá)到了某種平衡?？諝庵卸趸紳舛雀吡?，地表溫度就升高，海水蒸發(fā)速度便會(huì)加快，形成更多的雨水，把更多的二氧化碳帶到地面，再被火山重新噴到空氣中。空氣中的二氧化碳濃度降低后，情況就正好相反，大氣溫度降低，降雨減少，碳沉積速度也跟著降低，但火山活動(dòng)不受影響，所以大氣中的二氧化碳濃度就會(huì)重新上升。

由此可見，水真是個(gè)好東西。一方面水能通過自身的循環(huán)，帶動(dòng)碳循環(huán)，穩(wěn)定地表溫度。另—方面，液態(tài)水的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常適合作為溶劑，讓各種分子在水溶液中進(jìn)行隨機(jī)碰撞，生命就是在這種碰撞中誕生的。

生命的誕生促成了另一個(gè)碳循環(huán)。眾所周知，生命的基礎(chǔ)是光合作用，就是利用太陽提供的能量，把二氧化碳中的碳元素提取出來，連接成一條長短不一的碳鏈。這樣的碳鏈被稱為“有機(jī)碳”，因?yàn)樗饶茏鳛榻ㄖ牧?，搭建成生命所需的各種有機(jī)分子(碳水化合物、蛋白質(zhì)和氨基酸等)，又能燃燒自己，產(chǎn)生能量供生命使用。有機(jī)碳的燃燒過程又可以稱之為“氧化反應(yīng)”，其產(chǎn)物就是二氧化碳和水。

生命是在大約35億年前出現(xiàn)的。經(jīng)過十幾億年的積累，碳循環(huán)再度達(dá)到了一種動(dòng)態(tài)的平衡。通過生物圈進(jìn)行循環(huán)的碳的總量是巨大的，據(jù)估計(jì)，地球大氣層中每年大約有1100億噸的碳被光合作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)碳，其中99.99％又通過氧化反應(yīng)而被重新釋放到大氣中，只有不到0.01％因?yàn)榈刭|(zhì)變動(dòng)的原因而留在了地殼里。別看這是一個(gè)很小的數(shù)字，但經(jīng)過很多年之后，累積起來就很可觀了。難怪地球大氣中的二氧化碳濃度變得如此之低，大部分碳元素都以各種形式留在了地下。

假如這些有機(jī)碳都能被人類利用的話，根本就不會(huì)有什么能源危機(jī)了。可惜的是，絕大部分有機(jī)碳都無法被人類利用。

就拿石油來說吧。石油的形成需要4個(gè)條件，缺一不可。首先，有機(jī)碳必須被密封在一個(gè)完全無氧的地方，比如某些特殊情況下的海底淤泥層。其次，有機(jī)碳必須被適當(dāng)?shù)母邷卣糁?，好讓原本很長的碳鏈斷裂，變成只有5～20個(gè)碳的短碳鏈，這就是所謂的“原油”。這樣的溫度條件只有地下2200～4500米的地方才有，所以這個(gè)地段被稱為“油窗”。第三，石油比水輕，只要稍微有個(gè)裂縫就會(huì)漏出地面，地球上形成的原油有超過90％都是這么被浪費(fèi)掉的。第四，剛剛形成的原油存在于巖石的孔隙中，必須先被某種帶有微孔的巖石過濾并集中，才能變成具有開采價(jià)值的油田。

所以說，地下有油的國家實(shí)在是太幸運(yùn)了。

目前人類每年因燃燒化石能源而向大氣中排放約75億噸碳。相比之下，因火山爆發(fā)而排放出來的碳還不到人類排放量的1％。

南極冰鉆的結(jié)果證明，地球大氣中的二氧化碳濃度在過去的1萬年里—直在260～280ppm范圍內(nèi)波動(dòng)，但自工業(yè)化以來這個(gè)數(shù)字就開始逐年上升，目前已經(jīng)接近400ppm。如果僅僅計(jì)算因燃燒化石能源而產(chǎn)生的二氧化碳排放，這個(gè)數(shù)字還應(yīng)該再增加一倍。但是有證據(jù)顯示，大氣中二氧化碳濃度的提高加快了森林的生長速度，促進(jìn)了土壤對(duì)二氧化碳的吸收，這說明大自然正在努力地試圖平衡人類帶來的影響。

但是，大自然的平衡能力是有限的。面對(duì)突然多出來的這些碳，大自然一時(shí)也應(yīng)付不過來了，人類必須自己想辦法。

(摘自《新聞晚報(bào)》)