“不為人知”的碳匯效應(yīng)

 

地球存在已有46億年之久，地球大氣的演變經(jīng)歷了三個(gè)階段：原始大氣、次生大氣和現(xiàn)代大氣。原始大氣的主要成分是氫和氦；次生大氣的主要成分是水、二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等，與現(xiàn)代的火星有類似之處，其二氧化碳的濃度高達(dá)25%以上；現(xiàn)代大氣的主要成分是氮和氧，二氧化碳濃度僅為 0.03%~0.04%。地球大氣中如此巨量的二氧化碳去了哪里？經(jīng)過地質(zhì)學(xué)家長期的調(diào)查研究，認(rèn)為地球上的碳主要以有機(jī)碳和無機(jī)碳的形式存在。其中賦存于頁巖、碳酸鹽巖中的分散微粒有機(jī)碳占比很小，而現(xiàn)代地球上最大的碳庫實(shí)為儲(chǔ)存在碳酸鹽巖中的高達(dá)61×1015tC的無機(jī)碳，其碳量占全球總碳量的 99.55%。這也就解釋了二氧化碳的去向問題：古老的硅酸鹽巖與地球大氣中二氧化碳和水反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鹽巖沉積、有機(jī)碳和氧氣，即碳匯效應(yīng)。伴隨著氧氣的出現(xiàn)和二氧化碳的減少，地球，這個(gè)原本沉默的星球才得以慢慢變成一個(gè)巨大的生命體。

 

碳酸鹽巖在地質(zhì)學(xué)中被歸類為可溶巖，即可以在雨水作用下發(fā)生溶解的巖石。大量的野外和室內(nèi)模擬結(jié)果顯示，碳酸鹽巖的溶解過程是十分敏感和快速的，巖溶地下洞穴中大量石筍、鐘乳石的沉積，就能充分說明這一點(diǎn)。石筍、鐘乳石的沉積是雨水對(duì)可溶巖的溶解，隨水流至洞穴，因飽和或過飽和的巖溶水在運(yùn)移過程中條件的改變，水體中部分二氧化碳溢出，重新變成碳酸鈣沉積而成，洞穴頂板的厚度常常為幾米甚至到幾百米不等，洞內(nèi)形成石筍的滴水對(duì)地表降雨的響應(yīng)時(shí)間最短可以不足1小時(shí)。同時(shí)，水體中無機(jī)碳的濃度變化會(huì)隨著地表溫度、降雨、植被、土壤情況的變化而變化。這一過程悄無聲息，但效果驚人。長年的測試結(jié)果表明：只桂林片區(qū)就因土下石灰?guī)r的溶解過程，使得土壤向大氣釋放二氧化碳的年通量降低 25%。