我们的地球是一颗碳星球,因为有太多碳。环顾周围,咱们的吃穿住用、读的书本、甚至包括咱们自己,没有哪一样里边没有碳元素。我们吸进去氧气,呼出来二氧化碳,空气中二氧化碳太多会导致气候变暖,这让科学家们头疼。所以我们要种树,树能吸收空气中的碳并把它固定到地面。如果哪一天树变成了煤,煤可以燃烧,这就是我们常说的化石能源。
煤燃烧释放热能和二氧化碳
地球上的碳一直在不停地循环,从土壤到空气,再从空气回到土壤。我们人类的生存和发展正在打破这种平衡,因为我们把地底下的石油和天然气抽出来、把煤炭挖出来烧,几千万年甚至几亿年前被封存在地底的碳变成二氧化碳回到大气中。
有些朋友对“化石能源”这种提法总是心存怀疑,全球石油产量每年40多亿吨,年年都说石油会耗尽,但地底下的石油储量却似乎并不见少,现在已经探明的石油达到了2300亿吨。科学家们还说在地底下总共封存了1.5亿亿吨碳,如果说这些都是化石能源,是由细菌和动植物的尸骸堆出来的,细菌怎么变成石头和油?它们不会腐烂或被吃掉吗?古时候哪来那么多细菌呀?
美国中部井架林立的页岩油田
地球大气曾经充满二氧化碳碳并不是在地球上产生的,它来自古老恒星,是核聚变的产物,也是恒星毁灭的象征。未来太阳烧光它内核里的氢,内部的能量无法抵抗外壳压力时,它外面的物质会向内剧烈坍塌,造成强烈爆炸,这就是氦闪。经历几次氦闪之后,太阳将正式走向死亡。
在氦闪的过程中,太阳内部物质会经历一种“三重α过程”,氦在这个过程中聚变成碳,这正是宇宙中碳的起源,地球上所有的碳也是来自于太阳诞生之前一次剧烈爆炸的残骸。
“三重α过程”产生碳
在地球诞生之初,碳以原子的形式存在地下,大气中既没有碳也没有氮气更没有氧气,原始地球空气里含量最多的是氢气和甲烷,这是太阳系星云中普遍存在的两种气体。
随着放射性物质不断衰变发热,地球变得滚烫,岩石熔融,大部分铁和重元素下沉到地心,而碳被氧化成二氧化碳,与水和氮气一起随火山喷发出来。水汇聚成湖泊和海洋,大气中充斥着几亿亿吨碳,氧气几乎为零,那时候的地球不适合今天的生物生存。