在自然界的物質循環中,碳的循環是比較簡單的。讓我們先來看一看碳走過的路。
碳是生物界裏的主角。它是構成有機體最基本的元素之一,占有機體總幹重的49%。自然界中碳的循環,與二氧化碳密不可分。大氣是二氧化碳的貯藏倉庫,綠色植物在進行光合作用時,從大氣中吸取二氧化碳,在光能的作用下,合成碳水化合物,然而,碳沿著食物鏈的路線,從植物到動物到人,在每一個營養級上,隨著生物的呼吸都有一部分二氧化碳回到大氣中。生物的遺體和排泄物被細菌分解後,也能釋放出二氧化碳。
在生物圈中不停運行的碳隻占自然界中碳的總量的一小部分,其餘絕大部分以碳酸鹽的形式被禁鋼在岩石圈內,幾乎沒有資格去“旅行”。稍稍幸運的是地球表麵的碳酸岩,它被風化後也能產生二氧化碳,可以自由來去。地下深處的碳酸岩,往往要遇到火山爆發等劇烈的地質活動才有出頭之日,火山噴發出的氣體中含有大量的二氧化碳、一氧化碳等含碳的氣體。
在無數的化學氣體中,二氧化碳留給人們的印象似乎是很溫和的,它時時刻刻伴隨著人們的生活,可又與人無涉,既不幫助你生存,又不妨礙你生存。然而,數年前一場震驚世界的災難卻讓我們對二氧化碳刮目相看。
那是1986年8月22日晚上9時30分左右,喀麥隆一座麵積不到2平方千米的小小火山湖——尼奧斯湖發出了一聲沉悶的巨響,幾股強大的氣體從湖底衝出,然後一切又歸於平靜。逸出的氣體悄無聲息地向村莊撲去,氣體彌漫之處傳來陣陣呻吟。第二天早上,離湖最近的尼奧斯村屋宇依舊完好,樹木依舊蒼翠,可全村竟然隻剩下兩個活人。其餘的人和家畜、家禽全都死掉了。8月29日,聯合國救災協調專員辦事處在日內瓦宣布:尼奧斯湖災難中的死亡人數達1746人。
後來,許多科學家研究後做出了這樣一個解釋:從尼奧斯湖噴出並釀成災難的氣體是二氧化碳。
在尼奧斯湖畔有一座活火山——阿庫火山,雖然已有百餘年沒有噴發,但卻一直慢慢從湖底的火山裂縫中散發出二氧化碳,並滲入湖中。微妙的化學平衡使含有大量碳酸氫鹽的湖水處於湖水的最底層。而碳酸氫鹽素來不穩定。那天晚上下了暴雨,大量的地表水進入湖中,使湖水出現攪動,富含碳酸氫鹽的深水上翻,同時釋放出大量的二氧化碳。這令人窒息的二氧化碳奪走了1746人的寶貴生命。
二氧化碳是一種比較重的氣體,當它彌漫開來的時候,就會把人與氧氣隔離開來。人長時間離開了氧氣,就會窒息而亡。表麵溫和的二氧化碳終於露出了它的真麵目。但是,這也正是二氧化碳作為滅火劑的重要原因之一,看來,有一弊就有一利。
隨著工業的發展,人類又為碳的循環加入了一個新的因素:煤被大量開采和使用並釋放出大量的二氧化碳,20世紀石油和天然氣的大量消耗也增進了碳的循環。
人口的過快增長和工業的發展,使得人類生存和活動所產生的二氧化碳大大超過了植物和海洋所能吸收的總量。與此同時,由於人類的亂砍濫伐,森林麵積正以每天4370公頃的速度從地球上消失。正常情況下,1公頃闊葉林在生長季節裏一天要消耗1噸二氧化碳,這就意味著大氣中的二氧化碳的貯存要比原來每天多4370噸。所以,從1860年到1970年的100多年間,大氣中的二氧化碳的濃度,將從0.028%增加到0.032%,這個數字後麵所蘊含的禍害之一,便是人們所說的“溫室效應”。
1994年夏季,全球出現了舉世矚目的炎熱天氣,其炎熱範圍之廣、程度之甚、時間之長,均為曆史之罕見,盛暑7月過後,仍不斷傳來各地的高溫紀錄被打破的消息,並因此引起各地因高溫而使人喪生、因高溫使用電量劇增等種種棘手的問題。