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地球的节奏

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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 上图是地球南极大气温度和地球大气二氧化碳含量在过去八十万年中的变化图,我们发现它们竟惊人的相似。这种相似性表明两者是相互关联的。 上图说明了两种可能性。第一种是大气温度为决定因素,大气中二氧化碳的含量随着大气温度的升降而升降。第二种是大气中二氧化碳的含量为决定因素,大气的温度随着二氧化碳含量的升降而升降。 到底哪个是正确的呢?我坚持大气二氧化碳含量是决定因素。但这同二氧化碳是温室气体无关,因为二氧化碳在空气中的含量太低。 地球大气二氧化碳的含量决定着生物圈中植物的生长状况。每当二氧化碳含量增高时,地球上的植物就会变得更强壮更茂密。上面的两张图就显示了植物状况和二氧化碳含量之间的关系。生物体内含量最多的三种元素是氧碳氢,生物可以在空气和水中获得大量的氧和氢,但碳的来源却只有空气中的二氧化碳。而空气中的二氧化碳含量极低,在当前情况下,每一百万个空气分子中才有三四百个二氧化碳分子,这就导致空气中二氧化碳含量成为了制约生物发展的瓶颈。 植物种群状况随着二氧化碳含量的涨落而涨落。随着二氧化碳含量的增高,植物种群会不断发展壮大,从而可以征服沙漠,逼退冰山,而地球的温度也会随之增高。植物种群靠光合作用吸收太阳能,这是一种直接存储太阳能的方法,植物通过呼吸作用可以把大部分通过光合作用储蓄的能量缓释出来,呼吸作用还可以在空气中释放水蒸气。森林特别是雨林本身具有蓄能的功能,阳光照射在森林上,同薄薄的沙漠沙面和冰川冰面不同,森林可以把光能反射进内部而储存起来,即几米至几十米高的森林地带从地下到地上具有整体蓄能功能,这些储蓄的能量会被缓释出来。森林中较高的水蒸气含量可以帮助保温,因为水蒸气是非常高效的温室气体。 第一张气温和二氧化碳含量关系图主要表现了在人类文明大规模出现之前的二者关系图。从十九世纪中期开始,煤和石油燃烧后产生的二氧化碳被大量排入大气,从这时起大气温度和二氧化碳含量之间的关系开始被打破。 首先二氧化碳升高,植被会更强壮更茂盛。这本会提高地球大气的气温。但过多的工农业以及住宅等用地,导致植被大面积减少。而地下水的超量开采导致部分植被变得稀疏。