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化石燃料的应用与碳循环

已有 7375 次阅读 2008-2-21 22:06 |个人分类:科学思考

       化石燃料的应用与碳循环

堂兄在做甲烷的研究,就是研究水稻田对大气甲烷的贡献以及相关影响因素!在此,决定进行一下化石燃料的应用与碳循环的关系探讨!
地球在生物亿万年的改造过程以及地质作用下,将大量的碳元素以固体或液体的方式存储在地下,也就是使他们脱离了大气,脱离了生命圈!但是,现在大量开发使用化石燃料,将原本固定的碳元素以气体的形式释放进入大气,从而进入生态圈,进入生命的物质循环!在大气中二氧化碳持续升高的背景下,人类意识到了温室效应,而作为温室气体之一的甲烷,同样受到人们的关注!
首先可以肯定地是,化石燃料的应用,会导致大气中的碳元素持续增高,而大气中的二氧化碳的增加,对整个生物圈会有何种影响呢?目前,应该有相关研究单位在进行这方面的研究,温室效应,是目前提得较多的一种不良影响,当然,反对者也是有之的,比如地球本身的运行周期对气温的贡献!但是,我们清楚二氧化碳等一类温室气体确实能够吸收地球向宇宙空间辐射的红外线,从而达到加热地球的目的!
气温的上升,必将使地球向外空间辐射的红外线增多,从而在某种程度上阻碍温度持续急剧升高的恶果!但很多研究单位通过数学建模,证明考虑这些复杂的影响因子后,地球在未来一段时间内持续升温的后果是必然的!
因此,我们的解决方案在于如何降低大气的碳总量!
在经济发展的要求下,未来很长时间对化石燃料的需求是有增无减的,而地底下蕴藏的大量化石燃料也将在人类的努力下,慢慢被发现,被运用!因此,地球大气中的碳元素在正常情况下,必然有增无减的!
在这个时候,我们必将想起水煮青蛙的故事,水温的徐徐上升,并不会打动难以察觉危险的青蛙,直到那一刻,青蛙已无能为力!
当然,人类现在必然不为所动!人类的力量可以控制某些区域的温度!不过,虽然有一天我们的人工环境能够使我们不致灭绝,但其它生物是否能抵御变化巨大的环境!即使我们始终相信,自然选择必然保留下那些适应环境的生物,但其中是否拥有适合作为人类食物的品种!这是一个很大的必须得冒的危险,同时,高温意味着生物消耗能量的增加!所以,植物如何获得更多的太阳能都会成为一个问题!
因此,我们必须找到一个合适的方式,减少大气中的二氧化碳,同时,想方设法减少其他温室气体的总量!
数年前,曾有报道使海洋中的海藻大量繁殖,他们的尸体进入海洋底后,相对而言,也就达到了减少大气碳元素的总量的目的!不过,最近研究表明,此路似乎很难行通,因为海洋的水温升高导致海藻在固定二氧化碳方面的能力下降!
当然,另一种方式就是考虑如何处理地球的陆地植被了!我们知道,一个成熟的陆地生态系统,在能量和物质的循环方面,最终达到一个平衡状态!所以为了固定碳元素,必须破坏他的平衡状态,使之回到一个碳固定持续增加的地状态!因此,有效地方式是将一些巨大的植株分批采伐,并用于某些使其碳不再进入大气的应用领域!不过,在这方面的实际应用情况怎样,我们无法预料!而且,在此过程中,我们花费的精力是否终会达到减少大气中碳元素总量的目的!后果不得而知!而且,可以预料的是,该方法的效率是否能满足我们的要求呢?


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