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间冰期

(2020-02-23 07:13:14)
间冰期
图片来自https://earthobservatory.nasa.gov/features/CarbonCycle/page4.php
本图显示大气二氧化碳含量同南极气温的对应关系


目前地球正处于一个间冰期当中。对于间冰期形成的原因,我想谈一下自己的看法。


我认为大气中二氧化碳的含量是决定地球气温的一个重要因素。这一点其实也是当今科学界的共识。因为通过对历史上气温和大气二氧化碳浓度的测定,科学界发现每当大气中二氧化碳浓度升高的时候,大气温度就会随着升高。目前科学界认为二氧化碳会阻挡电磁波长波的扩散,由此会使热不容易从地球上散发出去,于是大气就会被加热。我认为二氧化碳含量和大气温度的关系应该是由另一个原因造成的。



地球生物是碳基生物,由于阳光和水的供应是非常充足的,因此大气中的二氧化碳含量决定着地球生物圈的状况。抛开人类因素,只要大气中的二氧化碳含量提高,地球上的生物就会得到发展。



地球生物圈会对二氧化碳进行单向固化。我们长期观察一处草坪就会发现草坪下土层的厚度会逐年增加,而且增加的速度很快。这些增加的土层很大程度上都来自于被固化的植物根茎叶。地表植物会大量消耗大气中的二氧化碳,因此当大气中的二氧化碳浓度降到很低时,不管阳光和水的供应有多充足,地表植物都会大面积减少。



地球生物圈对大气温度具有调节作用,植物通过光合作用储能,然后通过呼吸作用缓释能量。生物圈中的生物会影响大气,使之朝着更有利于生物圈生物的方向改变,这个方向就是更温暖、更湿润,从温度上说,这个生物喜欢的地球平均温度是20摄氏度左右。当生物圈壮大时,它调节大气的能力就会增强。


综合上述三点,地球大气的温度随着生物圈生物的整体状况而涨落,而生物圈生物的整体状况随着二氧化碳含量而涨落。于是最终就表现在地球大气的温度随着二氧化碳含量的涨落而涨落。


由于植物对二氧化碳的单向固化作用,地球的气候以冰期为主要特点。但二氧化碳会不断补充进地球大气。这些二氧化碳主要来自火山爆发、地下碳酸盐缓释以及宇宙空间等,但补充量比较小。在漫长的冰期时,二氧化碳固化量较小,因而二氧化碳在土壤、冰川等处会进行长期的积淀,当积累到一定程度后,地球就又会迎来一个间冰期。同冰期相比,间冰期是非常短暂的。我们人类就是在一个昙花一现的间冰期内发展和壮大起来的。


从二氧化碳的浓度来看,当大气中二氧化碳浓度小于250ppm时,地球就会进入到冰期。当二氧化碳浓度在250ppm到300ppm之间时,地球就会进入一个我们人类喜欢的间冰期。由于长期大量消耗化石燃料,地球的二氧化碳浓度已经达到了400ppm。其实这个浓度本身也没什么不好,但问题是这个浓度不能持久,地下化石燃料的储量是有上限的,大概也就能再用三四百年,当化石燃料储量用尽以后,地球大气二氧化碳的浓度会急剧下降,后果就是地球会快速进入冰期。其实明清小冰期或许是地球进入冰期的正常节奏,只是人类的工业化导致二氧化碳排放量增加,人类才短暂延缓了冰期的来临。冰期对人类而言是极其困难的,我们现在就应该为长达几万年甚至几十万年的冰期做准备。


首先是人类要充分保有自然环境。人类应该把大多数平坦肥沃的土地还给大自然,人类要逐渐杜绝地下水的开采。大自然具有极其强大的生的能力。其中一点是大自然具有调节地球气温的能力,人类应该充分认识到这一点。在近几亿年的历史中,地球经历过很多次生物大灭绝,可大自然最终都挺了过来。我们人类要紧紧依靠大自然,然后在这个基础上人类再发挥自己的聪明才智,这样人类才有可能长期存在下去。


其次就是适当减少人口,当人口降低后,人类应付危机的主动性会增强。


第三是人类要尽快减少二氧化碳的排放量,二氧化碳的排放是人类控制气温的一个手段,人类应该尽量把大气中二氧化碳的含量保持在250ppm 到300ppm之间。虽然长期来看不可能做到这点,但短期实现还是有可能的,这可以为人类在进入冰期前赢得一些准备时间。我们人类是碳基生物,从表面上看人类以动物和植物为食,其实从根本上说人类是以二氧化碳为食的。当冰期来临的时候,空气中的二氧化碳含量会很低,这时即便在赤道地区种植庄稼,收成也会比较低。人类会更多地依靠大棚种植室内农作物,这时现在作为燃料的煤和石油就会派上大用场,因为燃烧它们会产生二氧化碳。所以说为了人类的未来,现在也要尽快降低二氧化碳的排放量来节省化石燃料。


大型冰期的到来是不可避免的,我们人类在它发生之前要做好准备。虽然进行自我调整是非常痛苦的,但这同冰期的灾害相比是微不足道的。






金光年




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