地球的前半輩子是在二氧化碳的籠罩下度過(guò)的。
對比一下距離地球最近的兩個(gè)小兄弟，金星和火星的大氣層現在仍然幾乎全是由二氧化碳組成的，可2007年測得的數據顯示，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(wàn)分之一）。地球大氣層中的二氧化碳都到哪兒去了？
二氧化碳是著(zhù)名的溫室氣體，它能讓太陽(yáng)光順利通過(guò)，卻會(huì )阻止地表熱量的散失。金星的表面溫度之所以高達500°C以上，主要原因就是溫室效應?；鹦堑拇髿鈱与m然也都是二氧化碳，但因為火星太小，大氣濃度低，溫室效應弱，所以火星表面溫度常年維持在0°C以下。
地球和太陽(yáng)的距離適中，但在地球形成的初期，太陽(yáng)的輻射強度只有現在的四分之一，為什么那時(shí)的地球沒(méi)有被凍成冰球呢？最新的理論認為，正是由于二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應，使得地球的溫度不至于太冷，水的3種形態(tài)都能存在。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。地球的內部很熱，沉積在地殼中的碳經(jīng)常會(huì )隨著(zhù)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(guò)幾億年的時(shí)間，這個(gè)碳循環(huán)逐漸達到了某種平衡?？諝庵卸趸紳舛雀吡?，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(zhù)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(yáng)太近，溫度太高，水循環(huán)進(jìn)行不下去，也就沒(méi)法形成碳循環(huán)?；鹦莿t因為體積太小，內部冷得太快，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(jiàn)，水真是個(gè)好東西。一方面水能通過(guò)自身的循環(huán)，帶動(dòng)碳循環(huán)，穩定地表溫度。另一方面，液態(tài)水的化學(xué)結構非常適合作為溶劑，讓各種分子在水溶液中進(jìn)行隨機碰撞，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，生命的基礎是光合作用，就是利用太陽(yáng)提供的能量，把二氧化碳中的碳元素提取出來(lái)，連接成一條長(cháng)短不一的碳鏈。這樣的碳鏈被稱(chēng)為“有機碳”，因為它既能作為建筑材料，搭建成生命所需的各種有機分子（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。有機碳的燃燒過(guò)程又可以稱(chēng)之為“氧化反應”，其產(chǎn)物就是二氧化碳和水。
生命是在大約35億年前出現的。經(jīng)過(guò)十幾億年的積累，碳循環(huán)再度達到了一種動(dòng)態(tài)的平衡。通過(guò)生物圈進(jìn)行循環(huán)的碳的總量是巨大的，據估計，地球大氣層中每年大約有1100億噸的碳被光合作用轉化成有機碳，其中99.99%又通過(guò)氧化反應而被重新釋放到大氣中，只有不到0.01%因為地質(zhì)變動(dòng)的原因而留在了地殼里。別看這是一個(gè)很小的數字，但經(jīng)過(guò)很多年之后，累積起來(lái)就很可觀(guān)了?？茖W(xué)家估計，留在地殼中的有機碳是生物圈有機碳總量的26000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。
假如這些有機碳都能被人類(lèi)利用的話(huà)，根本就不會(huì )有什么能源危機了?？上У氖?，絕大部分有機碳都無(wú)法被人類(lèi)利用，只有在某些特殊的條件下，這些有機碳才能變成我們所熟悉的化石能源。
就拿石油來(lái)說(shuō)吧。石油的形成需要4個(gè)條件，缺一不可。首先，有機碳必須被密封在一個(gè)完全無(wú)氧的地方，比如某些特殊情況下的海底淤泥層。其次，有機碳必須被適當的高溫蒸煮，好讓原本很長(cháng)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(chēng)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，地球上形成的原油有超過(guò)90%都是這么被浪費掉的。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(guò)濾并集中，才能變成具有開(kāi)采價(jià)值的油田。
所以說(shuō)，地下有油的國家實(shí)在是太幸運了。
別小看這點(diǎn)化石能源，如果在短時(shí)間內被大量開(kāi)采出來(lái)并燃燒掉的話(huà)，產(chǎn)生的二氧化碳也是很可觀(guān)的。目前人類(lèi)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(lái)的碳還不到人類(lèi)排放量的1%。
但是，大自然的平衡能力是有限的。面對突然多出來(lái)的這些碳，大自然一時(shí)也應付不過(guò)來(lái)了，人類(lèi)必須自己想辦法。
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