人类对地球做过什么贡献？ 第1页

地球上有三类生物深刻的改变了碳循环，它们分别是光合作用生物，木质素分解者，还有人类。但在讲人类的故事以前，先讲讲前面两个作为铺垫。

光合作用生物的首次出现，以带有叶绿素的原核生物及藻类出现为起点，首次大规模改变了地球大气的组分构成，形成了从二氧化碳到氧气的转换链。它们及它们的后代，将原始大气中90%以上的二氧化碳固定起来，释放出氧气造成了大氧化事件，永久改变了地球大气。

但这一变化的代价是灭绝了一大批不耐氧气的早期生物，其中可能也包括埃迪卡拉纪（寒武纪之前的时代）末期灭绝事件里死掉的那些奇奇怪怪的物种。

木质素，维管束植物中广泛存在的高分子聚合物，在植物自海洋登陆以后以烈火燎原之势席卷全球。在诞生之初，地球上却暂时还没有能够有效分解它们的有效机制——森林大火这种不算。从苔藓到蕨类，植物先驱们沉浸在志留纪和泥盆纪的二氧化碳盛宴里，大口大口的攫取二氧化碳，大口大口的呕吐出氧气。死后，它们的尸骸随意而且胡乱的堆在陆地各处，因极难分解而保留下来。石炭纪时期，二氧化碳水平已经降低到一个危险的水平，而漂移到南极圈内的古陆也开始出现冰盖——这恐怕不仅仅是一个巧合——二氧化碳的降低造成冷室效应，冷室效应引起冰盖发育，冰盖进一步反射阳光，加强冷室效应。

石炭纪末，气候从温暖潮湿逐渐转为寒冷干燥，一批不能适应气候快速变冷的生物发生灭亡。但大约在2.9亿年前，一种不起眼的真菌在进化的拐角处横空出世，木腐菌。它能够快速分解木质素，将这类高分子有机物转变为糖类物质参与真菌的生命活动，最终变成二氧化碳重回大气。它的出现化解了显生宙的第一次二氧化碳危机，让地球的碳循环变得更加富有弹性，也让植物的生死变得更加温柔。

说到人类了。

人类拥有了一个地球上所有生物都不具备的能力：挖掘地下储藏的化石碳库，把它们转变成二氧化碳释放入大气。石油和煤炭工作者表示，这是在说我们。如果说，光合作用生物在碳循环中的角色是较强的生物固碳，木质素分解者的角色是较强的生物释碳，那么人类的角色则是超强力的工业化释碳。

从碳循环的几个层次来说，生物圈中的碳循环速率最快，以生物固碳和生物释碳为主要途径；大气和水圈的碳循环速率次之，碳元素以溶入溶出水为循环方式，另外还有岩石风化对二氧化碳的吸收；岩石圈的碳循环速率最慢，以有机物转变为化石矿产，然后化石矿产随着地质运动暴露地表，大规模造山运动影响陆地岩石露头面积也是一个影响因素。

换句话说，人类在几百年里，完成了岩石圈本来需要数千万年至数亿年才能完成的化石碳库的释放。与此同时，只造成了工业化释放，尚无法完成工业化回收，而生物圈自身的碳循环是基本闭环的，因此就产生了工业水平的净增加量。

地质历史上，二氧化碳的净减少事件引起了不同程度的生物灭绝。而二氧化碳的净增加事件，也往往伴随着大型灭绝事件左右——比如二叠末大灭绝后，以海相浮游生物激增和海水酸化反映的海水溶解二氧化碳净增加（可能来自大气CO2，也可能来自海底CH4）。

这就是人类对地球系统带来的最大贡献。

所以这一次由人类引起的地球系统性二氧化碳工业化净增加会带来什么后果？

绝大多数科学家认为是全球气候变暖和气候极端化，当然反对的声音也有不少。

• 一方面是科学观点的反对，毕竟这中间存在很多解释不清的事情，即使考虑到二氧化碳辐射强迫，现有的排放量有没有超过地球系统自身的承载力，现在还不知道。虽然这个排放速率有点空前，但是否一定会引起不可逆的全球生态灾难，尚未可知。也许，在引起不可挽回的后果之前，排放率可以降下来呢？再或者，人类开发出了工业化水平的碳回收技术呢？
• 另一方面，二氧化碳问题已经从科学问题演变为一个政治问题，屁股有时候比脑袋更重要。人类的生存和发展在现阶段还离不开化石能源，碳排放在可以预计的很长一段时期里依旧会是一个客观现象。当下之计，应该是利用好化石能源，尽快开发出更多更有效的非化石能源。
• 第三个方面，人类的农耕文明始于一万年前的末次冰期结束，而末次冰期也意味着一次十万年周期米兰科维奇旋回的结束。人类的工业文明是否能再延续九万年？人类造成的碳排放即便造成升温，是否能抗拒米兰科维奇旋回的大势？在10万年尺度上交替变化很久的生态圈，是否一定会崩溃在人类手中？
• 海平面上升什么的，难道不是最小的问题么……移民和修水坝就可以解决的事。

还有一个后果现在没有什么争议，但几乎没有进入大众视野：海洋表层pH值降低，又称海洋酸化。

• 二氧化碳溶于海水形成碳酸氢根，它会对海洋生物的碳酸钙外骨骼（比如贝壳类，海螺类，还有浮游动物的钙质骨骼）产生显著的溶解效应。
• 有人可能想说，古代地球二氧化碳浓度很高的时候，为什么没有海洋酸化的问题呢？实际上这是一个理解错误：酸化的重点，在“化”，指变酸的过程。古代大气确实存在CO2是今日数倍甚至数十倍的情形，但是自然界中大气组分往往变化缓慢，生物可以通过演化来适应。如果变化的太快，生物同样会死——古代地质记录中，科学家们早就发现了大量的海洋局部甚至整体酸化的实例。
• 例如二叠纪末期的超级大灭绝事件里，海洋生物灭绝96%与全球整体海洋酸化同时出现，世界范围内的浅海出现“缺钙”现象（碳酸钙溶解太快，导致无法沉淀）。在之后的三叠纪早期，海洋浮游植物出现蓬勃发展。
• 再比如古近纪早期的PETM事件（古新世-始新世极热事件），地质记录同样记载了严重的海洋酸化，与之伴生出现的全球极度高温。有一些研究认为，目前人类工业释碳速率已经显著超过了PETM的二氧化碳积累速率。

（表格出处：Atmosphere Absorbing CO2 Faster Than PETM, When Dinosaurs Perished）

• 海水表层过快的变酸，这些钙质介壳生物是否能够来得及适应？变酸到一定程度后，是否会出现大量介壳生物死亡，导致种群衰退？
• 过快酸化引起的介壳类生物衰退，是否会威胁到海洋食物链？海洋食物链出现问题，是否会威胁人类的食物获取？或者更严重一些，导致海洋生物集体灭绝事件？v

这些有趣而且严峻的问题，目前却还不能很好的解答。

但这并不影响人类已经给地球的碳循环送上了一份小惊喜，或者也许是惊吓？