为什么要关注地球上的碳?因为碳无处不在,不可或缺,神秘莫测 。在一个碳星球上,碳贯穿生命,没有其他元素对我们碳基生物如此重要 。地球从哪里来,最后会变成什么样?如何应对全球气候变化?科学可能为人类的一些重要问题提供答案 。从某种意义上说,碳的故事就是一切的故事 。
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本文节选自《碳如何玩转地球》(江苏凤凰科技出版社2022年7月版) 。标题和插图是由编辑添加和删节的 。进入“回公园”微信官方账号,点击文末“阅读原文”购买这本书 。点击“观看”,将您的想法发布到消息区 。截至8月14日,我们将选择一条消息并赠送一本书 。
作者|罗伯特·m·哈森
翻译|董和曾令森(中国地质科学院地质研究所)
徒步,在意大利中部曼齐亚省纳卡尔迪曼齐亚纳(nacar di Manziana)的田园群山中,森林和鲜花环绕,鸟儿一直在歌唱 。你绝对想不到会在这里看到带有头骨和交叉骨图案的死亡警告标志 。它警告了什么?电围栏,射击场,还是周围有熊?
然后你会来到一个小山谷,那是一个没有生命的洼地 。裸露的土壤与绿色的高地形成了鲜明的对比 。这到底是怎么回事?
【减少碳排放 减少碳排放英语】所以都是二氧化碳 。它从地面渗出,无色无味,比普通空气体重,所以会沉入地面,填满最低的洼地 。微风一吹不要紧,表面的气流会很快散去 。但在无风的日子里,密度更高的二氧化碳会取代可呼吸的空气体,造成致命的危险 。猎人是最常见的受害者 。他们家的狗在地上走,会先面临窒息 。如果猎人不顾危险冲向自己的宠物狗,跪在狗的身边,那他就惨了 。
碳在循环 。
碳是流动的 。作为不断变化的海洋地壳的一部分,碳从太阳照射的表面潜入地球深处;碳作为地幔深部流体的重要成分,可以从土壤中渗出,也可以从活火山中喷出 。含碳固体岩石从海洋和空气体中沉淀,风化后又从固体岩石中返回海洋和空气体 。碳原子一旦被释放出来,就会随着环绕地球的巨大洋流,借助不可预测的气流到达世界各地 。一直以来,从微生物到植物再到人类,活细胞利用和再利用碳原子的速度远远快于非生命世界的碳循环 。
当炽热的碳质岩浆从深处上涌时,二氧化碳会随着火山爆发被带出来(如前所述,在意大利的一些山区,偶尔会有猎人和猎狗因二氧化碳窒息而死) 。在上涌过程中,岩浆会影响碳酸盐岩层,使其在高温下分解,并在地幔和地壳中混合二氧化碳 。
这些都是地球大碳循环的一部分,它创造并补充了大气 。
地球上所有的化学元素都会经历循环,碳也不例外 。碳循环是入门教材和科普网站的重要内容 。这些介绍通常包括碳原子的各种储库以及碳原子在这些储库中的运动 。在YouTube上搜索“碳循环图像”,搜索结果会显示海洋和大气、石灰石和化石燃料、动物和植物,都有小箭头指示碳如何从一个水库转移到另一个水库 。一些图表还添加了冒烟的火山,暗示了更深层的过程,但地球深层的碳作为大气的根本来源,很少被详细考虑 。
深碳被忽视的原因很好理解 。与地球表面附近的快速碳循环相比,深层碳循环非常缓慢 。一个碳原子进入地球深处再回到地表需要几百万年 。这一过程的细节在很大程度上是秘密和不确定的 。没有人知道地球深处有多少碳,我们也不确定碳有哪些不同的形式 。
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