世界地球日｜地球故事之②——多了不行 少了怎样？——二氧化碳与地球未来

2017年6月1日，美国总统特朗普在白宫玫瑰园宣布，美国退出《巴黎气候协议》。新闻一出，举世哗然。这就好似叠罗汉游戏中最底层的大汉突然跑掉不玩了，上边的人顷刻间跌的鼻青脸肿，却对这不守规矩者无可奈何。

（图源：北京科学技术协会网）

问题源自于CO₂对地球生态环境的影响。据科学家们测定，全球大气中的CO₂在不断增多，从工业化以前的300ppm（ppm：百万分之一）增加到当今的385ppm。这一变化导致地球变暖、气候异常，极寒、高温、水灾、旱灾等诸多灾害频繁发生，甚至海平面上升将淹没一众岛国的危机也有了清晰的时间表。

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CO₂过多，对当今地球环境和生态系统来说一定是一件坏事，需要人类共同抑制。但如果我们将时间尺度放大，看看地球的过去和未来，也许会产生另一番感慨，因为事情的另一面，是大气CO₂演化的长期趋势将不断减少，其终极状态是导致植物光合作用难以进行，食物链断裂，世界末日将降临地球。据科学家们的计算，灾难将在今后12亿年到来，比曾经预测的50亿年后太阳将燃烧殆尽的世界末日提前38亿年，也许真的应该尽早准备带着地球去流浪了。

（图源：百度图片网）

在地球刚刚出生的45.7亿年前，地球的大气成分主要是CO₂、N₂和水蒸气。那是一个巨大的温室，大气温度在450°C以上。之后海洋迅速形成，大气中的CO₂大量溶于海水，并与海水中的金属离子结合形成碳酸岩固定于海底。随着CO₂的减少，在距今39亿年的时候，大气温度降至90°C以下。当时间再行4亿年后，菌类开始出现在海水中，从此开始了几十亿年由生命改造海洋和大气的历程。

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在距今18亿年前的中元古代，大气和海洋转化为氧化性质，藻类开始极度繁盛，不断增加着氧含量，生态系统在向着今天的状态飞速地变化着。到距今5.4亿年前的寒武纪，地球终于出现了动物和植物的生命大爆发，那情境告诉我们，当时的生态系统与今天已别无二致。

（图源：成都科协网）

假设，忽略人类释放大量CO₂的影响，这个生态系统会永远存在吗？如果不是，它将何去何从？？从大尺度的时间角度去展望，多少让人有些悲观。

在地球的碳循环中，火山喷发、洋中脊岩浆活动是增量碳的主要来源；而碳的减少主要由于地球的板块俯冲，将沉积的碳酸岩带入地球深部，这个过程看似缓慢，但在亿年的尺度上衡量，则非常明显。除此之外，碳酸岩的溶蚀、硅酸盐的风化，都会大量固定CO₂。数据表明，未来生态系统中的CO₂会逐渐减少。

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植物学家认为，多数植物的光合作用需要大气中CO₂浓度不低于150ppm，而英国环境科学家詹姆斯·洛夫洛克（James  Lovelock）等人的计算是，大约在1亿年之后，大气CO₂浓度就会低于150ppm。如此，地球植物的生命时代就将结束。考虑到少量植物仅需10ppm的CO₂即可生存，又有人将这个结论修正为6—10亿年植物终结。即便如此，仍然让我们为那些遥远的后辈们担忧啊。

詹姆斯•洛夫洛克（图源：中奢网）

也许，聪明的未来人会找到办法拯救自己，因为时间足够。