地球發(fā)燒了

于鵬翔

北極熊是北極冰雪世界中的王者，它們的獵物是同樣生活在極圈中的海豹。海豹善于游泳，在水下可以閉氣長(zhǎng)達(dá)四十多分鐘，而北極熊只能在水下閉氣一分鐘左右，因此北極熊在水中捕獲獵物的可能性很低。為了增加捕獵的成功率，北極熊一般會(huì)選擇在靠近岸邊的大塊穩(wěn)定的浮冰之間對(duì)獵物發(fā)起進(jìn)攻，它有著比獵犬還要敏銳的嗅覺，可以嗅到幾千米之外的海豹的味道。發(fā)現(xiàn)海豹之后，北極熊會(huì)利用自己超強(qiáng)的游泳能力長(zhǎng)途潛行，慢慢爬上浮冰，悄悄靠近海豹，一舉捕獲獵物。這種尋找、潛行、捕獲的生活，北極熊已經(jīng)過了幾十萬年，但就在最近的幾十年間，一些變化悄然發(fā)生。

北極熊能否捕獲獵物的關(guān)鍵是周圍有沒有穩(wěn)定的浮冰，因?yàn)橹挥性趫?jiān)固的浮冰上北極熊才能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。但是近幾十年，地球變得越來越熱，北冰洋上堅(jiān)固、大面積的浮冰變得越來越少，很多北極熊需要游很遠(yuǎn)才能遇到一只在浮冰上的海豹。很多浮冰變得又小又薄，根本無法支撐北極熊在上面進(jìn)行捕食。于是就有了照片上的這一幕：一只孱弱的北極熊艱難地行走在一塊小小的浮冰上。

“捂熱”地球的溫室氣體

為什么浮冰會(huì)融化變小呢？這就要說到“全球變暖”了。那地球?yàn)槭裁磿?huì)變暖呢？首先，我們要從地球的熱量來源說起。作為太陽系的一顆行星，地球的熱量主要來自太陽。太陽通過核聚變產(chǎn)生了巨大的能量，這些能量會(huì)在8分鐘內(nèi)走過約1.5億千米的路程到達(dá)地球。太陽的能量是地球產(chǎn)生生命的基礎(chǔ)。但是這并不能保證地球上的溫度始終穩(wěn)定。在火星上，由于太陽的照射，白天最高溫度可達(dá)35℃：而沒有太陽照射的夜晚，溫度則會(huì)降到-143℃。距離太陽更近的金星，白天溫度可達(dá)430℃，晚上溫度則會(huì)驟降至-180℃。在火星和金星上，白天和黑夜溫度差異如此之大的原因就是它們都沒有濃厚的大氣層。正因如此，它們無法抵御太陽照射時(shí)的巨大能量，也無法保存太陽能量。與它們相比，擁有大氣層的地球就幸運(yùn)得多了。

太陽光中包含了我們看得到的可見光部分和我們看不到的紅外線、紫外線。成分適中的地球大氣層可以反射約30%的太陽能量、吸收約20%的太陽能量，剩下的能量才被地面獲得。這樣一來，地球在白天很溫暖但并不炙熱。而在夜晚，大氣的作用就更加明顯：巖石、地表會(huì)以紅外線的方式迅速向外釋放能量。此時(shí)大氣就會(huì)吸收地表散失的熱量，并且將熱量返還給地面，這樣地球的夜晚就不會(huì)因?yàn)闊崃可⑹ё兊脴O度寒冷了。有人計(jì)算過：如果沒有大氣層，地球上的平均溫度會(huì)在-18℃左右。所以，大氣層就像覆蓋整個(gè)地球的一床大棉被：白天，被子可以幫地球阻擋過多的熱量;晚上，它還能幫地球保存熱量。大氣這種如棉被一樣的作用就叫作“保溫作用”。與此同時(shí)，地球上的海洋運(yùn)動(dòng)、地球內(nèi)部熱量的散發(fā)、冰雪對(duì)于熱量的反射等因素也與大氣的保溫作用一起配合著，穩(wěn)定了地球的溫度。在適宜的溫度下，地球才呈現(xiàn)出生機(jī)勃勃的景象。

被子要薄厚適中才會(huì)讓人感到舒適，大氣層也要成分適中才會(huì)讓地球溫度適中。但是就在最近的一百年間，地球大氣層中的二氧化碳、甲烷等氣體成分突然增多。這些成分就像是棉被中的棉花，會(huì)大量吸收來自地面和太陽的紅外輻射，于是大氣溫度升高，并將這些熱量返還給地面，這就造成了我們開頭所說的全球變暖現(xiàn)象。科學(xué)家給這種現(xiàn)象起了一個(gè)形象的名字——溫室效應(yīng)。而這些造成溫室效應(yīng)的氣體就被叫作溫室氣體。

溫室氣體暴增的原因

溫室氣體為什么會(huì)突然增多呢？要解釋這個(gè)問題，我們就要回到二百多年前的那場(chǎng)工業(yè)革命。在那場(chǎng)工業(yè)革命中，蒸汽機(jī)成為動(dòng)力引領(lǐng)著人類的進(jìn)步，而蒸汽機(jī)的動(dòng)力就源于燃燒埋藏在地下億萬年的寶藏——煤。在蒸汽機(jī)之后，各種能夠轉(zhuǎn)化地下能量的機(jī)器被制造出來，如燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、燃煤發(fā)電機(jī)等。

煤和石油是古代生物在地下形成的沉積礦物。植物活著的時(shí)候通過光合作用將空氣中的二氫化碳變成了自身的能量，動(dòng)物再通過食用植物獲得能量。這些生物死后埋于地下，它們活著時(shí)吸收的二氧化碳就被沉積礦物固定在了大地中，一些巖石也起到了類似的固碳作用。此后，火山等地質(zhì)作用再將這些碳釋放到大氣中。億萬年間，通過生物、巖石、火山運(yùn)動(dòng)，大地與大氣之間進(jìn)行著碳的平衡。但當(dāng)這些礦物被人類用作燃料大量燃燒后，原本被固結(jié)在大地之中的二氧化碳、甲烷等物質(zhì)被突然釋放到大氣之中。

2019年5月，科學(xué)家檢測(cè)到大氣中二氧化碳的濃度均值已達(dá)到414.7ppm（百萬分之414.7），這是地球有人類以來檢測(cè)到的最高二氧化碳濃度。上一次地球大氣中二氧化碳含量超過400ppm的時(shí)間是在400萬年到300萬年前。而那時(shí)全球氣溫比目前高大約2～3℃，海平面比現(xiàn)在高大約25米。

在工業(yè)生產(chǎn)中，人類不僅釋放出了億萬年間固結(jié)在地球內(nèi)部的碳，還通過人工合成了很多大自然中本來沒有的溫室氣體，其中最著名的就是各類氟化物。這類本來用于制冷的人工化合物會(huì)破壞地球臭氧層，而它們的升溫能力更是二氧化碳的幾千至幾萬倍。這些溫室氣體就是導(dǎo)致全球變暖的罪魁禍?zhǔn)住?h3>“溫室”危機(jī)

衛(wèi)星照片顯示雅各布港冰川在2001-2003年間加速后退

雖然在地球歷史上也出現(xiàn)過高溫時(shí)刻，但那是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)綏慢上升的結(jié)果。而我們現(xiàn)在遇到的是每一年都會(huì)出現(xiàn)的高溫新紀(jì)錄。氣溫的快速上升造成各種極端天氣頻繁發(fā)生，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、洪水、干旱給世界各地帶來災(zāi)難：陸地上冰川融化、南北極冰川消融，人類和動(dòng)物賴以生存的環(huán)境被破壞。與氣溫一同上升的還有海平面：1000年前海平面平均每年上升0.6毫米：從1880年開始，海平面平均每年上升1.6毫米：從1993年開始，衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)表明海平面每年上升3.3毫米：從2017年到2019年，海平面每年上升5.5毫米。海平面加速上升使沿海很多城市開始頻繁遭受海洋侵蝕的影響，土地面積減少，海水倒灌影響土壤和地下水，一些低洼沿海地區(qū)被淹沒等。也許在未來的某一天，馬爾代夫、孟加拉國(guó)甚至埃及等國(guó)家的版圖會(huì)與現(xiàn)在截然不同，甚至整個(gè)國(guó)家都會(huì)被海水淹沒。而水溫升高、海洋酸化、海水運(yùn)動(dòng)變化、生態(tài)系統(tǒng)改變等全球變暖的間接后果也可能給我們帶來更多意想不到的后果。

為了應(yīng)對(duì)全球變暖，世界各國(guó)已經(jīng)行動(dòng)起來。應(yīng)對(duì)氣候變化的《京都議定書》、控制氣溫升高的《巴黎協(xié)定》都表明了人類控制氣候變化的決心。對(duì)于青少年來說，我們能做的事情很多：比如節(jié)約用電，進(jìn)而減少火力發(fā)電廠的廢氣排放：綠色出行，減少機(jī)動(dòng)車尾氣的排放。甚至在未來我們可以找到安全高效的化石能源替代方式，減少溫室氣體的排放，讓地球重新回到它自己的循環(huán)狀態(tài)，讓地球生物能夠更蓬勃地生長(zhǎng)，讓北極熊的悲劇不再發(fā)生。