作者:袁越
　　大自然的平衡能力是很強(qiáng)大的，但是有時(shí)候，面對(duì)突然產(chǎn)生的變故，大自然也無能為力。

　　地球的前半輩子是在二氧化碳的籠罩下度過的。

　　看看距離地球最近的兩個(gè)小兄弟吧。金星和火星的大氣層幾乎全是由二氧化碳組成的，可2007年測(cè)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。金星的表面溫度之所以高達(dá)500°C以上，主要原因就是溫室效應(yīng)?；鹦堑拇髿鈱与m然也都是二氧化碳，但因?yàn)榛鹦翘?，大氣濃度低，溫室效?yīng)弱，所以火星表面溫度常年維持在0℃以下。

　　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1/4，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)，地球的溫度才不至于太冷，從而使水的三種形態(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，這個(gè)碳循環(huán)逐漸達(dá)到了某種平衡。空氣中的二氧化碳濃度高了，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?？諝庵械亩趸紳舛冉档秃?，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。

　　金星距離太陽太近，溫度太高，水循環(huán)進(jìn)行不下去，也就沒法形成碳循環(huán)?；鹦莿t因?yàn)轶w積太小，內(nèi)部冷得太快，火山活動(dòng)不夠劇烈，沉積的碳不能重新被釋放到大氣中，所以碳循環(huán)也被中止了。

　　由此可見，水真是個(gè)好東西。一方面能通過自身的循環(huán)，帶動(dòng)碳循環(huán)，穩(wěn)定地表溫度；另一方面，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(zhǎng)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)，地球大氣層中每年有大約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)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)過很多年后，累積起來就非?？捎^了?？茖W(xué)家估計(jì)，留在地殼中的有機(jī)碳是生物圈有機(jī)碳總量的2.6萬倍！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，只有在某些特殊的條件下，這些有機(jī)碳才能變成我們所熟悉的化石能源。

　　拿石油來說。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)母邷卣糁螅米屧竞荛L(zhǎng)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，地球上已形成的原油中有超過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。

　　別小看這點(diǎn)化石能源，如果在短時(shí)間內(nèi)被大量開采出來并燃燒掉的話，產(chǎn)生的二氧化碳也是很可觀的。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1萬年里一直在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1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(zhǎng)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。