碳循環的真相

陳倩

人們在極端氣候災害頻發和氣溫的異常變化中，能夠概括性地感知到碳循環危機，也可以在媒體傳播中知曉地球碳循環正在遭到破壞，但為什么能夠構筑生命、塑造文明的碳，如今卻成為威脅人類社會、地球生態的東西？埃里克·羅斯頓在《碳時代—文明與毀滅》中詳細闡釋了碳元素是如何將生物演化、地球無生命力量和人類基礎結構緊密交織在一起，以及如何流過生命與工業，扮演著從瑣碎到超凡的各種角色。

在進入氣候變化議題之前，羅斯頓引經據典，試圖厘清地球碳循環的作用機理，揭示碳在自然界和非自然界中的基本運作方式。他從宇宙大爆炸的原子產生出發，從碳的史前史開始溯源碳的出現，讓人切實地感受到碳對于地球本身、對于地球上的所有生物或非生物的全局性影響。這部著作的許多內容都具有科普意義，書中不厭其煩地強調碳的王者地位、碳是所有元素的平民之王，在對專業文獻和科學爭論去偽存真的過程中，形成了對科學文獻的全面概括。

宇宙中的碳自誕生之始就具有“建筑師”潛力，奠定了地球生命總建筑師的角色基礎，碳的流動緊密結合了生物演化與居于引導地位的地球物理力量。生命總是驅動著地質發展，也為地質發展所驅策，碳在生物之中的流動，靠著自然界的無生命力量和生命演化纏繞在一起，短期碳循環可以從幾分之一秒延續到數十年、數百年，而長期碳循環則涵蓋巖石圈和板塊運動的領域，包含風化與沉積，能夠延續數千萬年。大氣中的碳含量在每個地質時間尺度上都是相互配合的，通常以氣溫變動為先導，但工業時代之后就不再是這樣了，人類工業活動對氣候秩序的改變，比板塊運動和巖石風化速度要快得多。人類做出的每樣東西，大部分不是由碳組成，就是以碳的火焰打造而成。工業活動逆轉了光合作用，把氧氣和硬質碳變回二氧化碳，人為影響抹消了生物與地質時間尺度的界限。在短暫的時間里，人類從一種有影響力的物種變成地球演化和地質變化最有力的推手，我們影響這個星球的程度，不論在范圍還是強度上都是很獨特的， 除了隕石撞擊以外，應該只有人類能夠將地質速度提升到這么快，而工業成為影響生物與地質之間交互作用的最主要因素。

人類知識轉變為發明隨后獲得經濟價值的模式，是通過基礎科學激發科技創新的模式，資源、知識和工具滋生出更多的資源、知識和工具，以難以量化的方式改變了地球表面和大氣。由于碳累積值動輒以百萬年為尺度，因此長期的碳循環總是容易被忽視，進而讓長期碳循環加速到進入短期循環的路線。隨著人類火焰蔓延和經濟之手的挑撥，在工業蠟燭越來越大的時代，我們自認為人類的生活方式和持續性比大部分其他物種的生存更加重要，但是，自然界沒有所謂的人類發展的中心法則，人類才智的成就促使科技躍進，對地球產生的影響也正在反噬人類自身，逐漸走向自毀之路，新一輪的碳反思正在發生。

在碳科學上的無知常常阻礙了人們在遏制氣候變化上所做的努力，而學術上的分裂直接影響著氣候變化問題的解決方案。地球氣候并不是自行穩定的系統，總是捉摸不定的，就算沒有突然的打擊，即便輕推幾下也會有強烈的非線性變化，甚至進入混亂時期，在人為輻射效應、火山壓力來源以及太陽能改變的共同作用下，生態系統的生存難度大大加重。如果國際氣候協議的約束成功，《京都議定書》會讓二氧化碳排放量穩定處于一九九0年的水準，但事實是，之后的排放量已經提升了35%。

全球變暖造成的變化已經威脅到現代文明發展的限度和潛力，地球氣溫比前工業時期上升了二攝氏度，科學幫助我們對這個星球發的高燒做出了診斷，而科學也是減緩氣溫加速上升的唯一希望。科學技術將非自然選擇強加給生物，不斷涌入大氣的碳將給后代造成不可挽回的損失，羅斯頓呼吁立法者在決定如何應對氣候變化時，必須考慮這些復雜的道德因素。如果我們足夠快地開始行動，就能減緩我們對碳循環的沖擊，而不必犧牲工業化火焰，行之有效的方案能夠把文明轉換到另一個不會讓地球枯萎的能量系統上。

如果說化石燃料尚存希望，那必然與長期使用的燃料品質有關，提高燃燒效率的同時，在廢氣處置的問題上，利用碳捕捉與封存技術讓碳工業適度保留，使碳回到我們最初發現它的地方。在作者給出的建議中，思考能源轉換是個重要課題。對新能源和新材料的關注是一種更被廣為接受的發展架構，可以帶領我們步入遠離碳燃燒的能源趨勢。碳無處不在，這種大自然的恩賜，使我們從自給自足式的農業中提升至更高階的層次，應該也會帶領我們走向以可再生能源為基礎的未來。生物能、太陽能、地熱能、風能、氫能、水勢能將在未來提供越來越多的動力。前衛的能源研究挑戰著自然與非自然的分野，既然目前我們沒辦法停止燃燒碳，那么發掘生物燃料的潛力，對碳燃燒設限、努力改變碳來源也是一條可行的道路。在生命科學與計算機、信息科學之間的聯結中，科學家們試圖將眼光放在如何培養工業用碳燃料上而非開采上。能量來源在短期循環中是可再生的，而且在生物之中能夠儲存和移動，工業發展需要找到一個在生物圈之中，在短期碳循環之內存活下去的方法， 但直到現在，這仍然困難重重。

自氣候對話從科學領域轉向經濟學以來，氣候變化論戰就不再集中于代際公平和責任分配等道德倫理的問題上了，更關注如何構建具有復雜適應性和全球一致性的經濟系統，而其核心是對折現率的討論。斯特恩報告證明了低折現率會讓我們更重視未來，反之，高折現率會使未來的重要性降得很低。問題在于，我們是應該現在就加大投資以避免或減緩災難性的氣候改變，還是應該把錢存起來，好讓未來世代有足夠的錢修復氣候損害？在IPCC 的模擬情境中，碳的社會成本已經高到足以保證開發新科技來削減碳排放量，甚至高于繳納碳稅和購買碳排放許可的價格，即折現率越低，碳排放成本就越高。但是，以營利為目的的企業是很抗拒為空氣中形同爐灰的殘留物付錢的，他們習慣性地認為，這些東西就像呼吸一樣是免費的，如果要求他們花錢把煙囪中的碳弄走，這就像為呼吸付錢一樣荒謬。經濟學家習慣以碳社會成本思考氣候變化對經濟產生的沖擊，用模型模擬減少碳排放量對未來世界經濟生產額有何影響。羅斯頓毫不客氣地指出，以模型模擬緩和氣候變暖的潛在代價，就好比預測晚期癌癥患者還有多少賺錢的潛力。評估全球變暖的潛在影響是有重大意義的任務，但是，我們不得不看到其中的局限。一方面，經濟分析需要以科學家對未來某個時間點碳排放量的預測為基礎，而預測二氧化碳濃度的科學工作卻又取決于經濟模型；另一方面，物理性和間接性科學證據使人們對地球物理和化學的認識只能將碳排放量鎖定到大致范圍，不可能達到精準無誤的程度。經濟學家的每個預測都建立在科學預測的不確定之上，他們必須評估可能出問題的每件事情的發生率、嚴重性，以及每件可能出錯的事情的連鎖反應。正如哈佛大學馬丁·韋茨曼（Martin Weitzman）所言，全球變暖是這個世界有史以來最大的外部成本，估計其影響可能是經濟學家曾經做過的最大的主觀評鑒。

政治裹挾下的氣候變化議題不得不面臨現實問題，在這一點上，作者切中要害，比以往的討論更深刻地揭示了氣候隱憂絕不止于科學和經濟難題。在科學不確定性無法消除的背景下，氣候危機的科學術語將不可避免地具有模糊性，科學家口中遠超過危險范圍的事項，到了經濟學家和政治家那里，就成了僅僅是可能發生的情況，對待數據的態度是他們之間存在分歧的重要原因。讓科學界恐懼的二氧化碳濃度上限背后是潛在的災難性后果，但在社會經濟發展面前，這個上限值卻很難引起經濟學家與各國政府的重視。如果人類保持當前的排放速率不變，大氣中的碳會比以往千百萬年來累積的還要多。目前還沒有可供使用的合成技術，可以把空氣中的二氧化碳擦除，或者將其轉化為有用的其他物質，所以，為子孫后代計，也為可持續的經濟發展計，現代經濟體必須逐漸脫離大量產生二氧化碳的活動。

人類文明之火從最開始就燃燒著奇異冷光，沒人說得準這光芒何時暗淡、何時熄滅，在新事物演化中重新引導工業性碳循環需要各方力量的有效配合和共同努力，但我們的城市依然在每個夜晚燈火通明。當我們目光向外，在天空中孜孜尋找終結文明的火流星時，殊不知，人類自身才是隕石。

（《碳時代—文明與毀滅》，[ 美] 埃里克·羅斯頓著， 吳妍儀譯， 生活·讀書·新知三聯書店二0一七年版）