地球發燒了

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，在水下可以閉氣長達四十多分鐘，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，北極熊一般會選擇在靠近岸邊的大塊穩定的浮冰之間對獵物發起進攻，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。發現海豹之后，北極熊會利用自己超強的游泳能力長途潛行，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，北極熊已經過了幾十萬年，但就在最近的幾十年間，一些變化悄然發生。

北極熊能否捕獲獵物的關鍵是周圍有沒有穩定的浮冰，因為只有在堅固的浮冰上北極熊才能發揮它的優勢。但是近幾十年，地球變得越來越熱，北冰洋上堅固、大面積的浮冰變得越來越少，很多北極熊需要游很遠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

為什么浮冰會融化變小呢？這就要說到“全球變暖”了。那地球為什么會變暖呢？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。太陽通過核聚變產生了巨大的能量，這些能量會在8分鐘內走過約1.5億千米的路程到達地球。太陽的能量是地球產生生命的基礎。但是這并不能保證地球上的溫度始終穩定。在火星上，由于太陽的照射，白天最高溫度可達35℃：而沒有太陽照射的夜晚，溫度則會降到-143℃。距離太陽更近的金星，白天溫度可達430℃，晚上溫度則會驟降至-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、地表會以紅外線的方式迅速向外釋放能量。此時大氣就會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因為熱量散失變得極度寒冷了。有人計算過：如果沒有大氣層，地球上的平均溫度會在-18℃左右。所以，大氣層就像覆蓋整個地球的一床大棉被：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，地球上的海洋運動、地球內部熱量的散發、冰雪對于熱量的反射等因素也與大氣的保溫作用一起配合著，穩定了地球的溫度。在適宜的溫度下，地球才呈現出生機勃勃的景象。

被子要薄厚適中才會讓人感到舒適，大氣層也要成分適中才會讓地球溫度適中。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象。科學家給這種現象起了一個形象的名字——溫室效應。而這些造成溫室效應的氣體就被叫作溫室氣體。

溫室氣體暴增的原因

溫室氣體為什么會突然增多呢？要解釋這個問題，我們就要回到二百多年前的那場工業革命。在那場工業革命中，蒸汽機成為動力引領著人類的進步，而蒸汽機的動力就源于燃燒埋藏在地下億萬年的寶藏——煤。在蒸汽機之后，各種能夠轉化地下能量的機器被制造出來，如燃油發動機、燃煤發電機等。

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、火山運動，大地與大氣之間進行著碳的平衡。但當這些礦物被人類用作燃料大量燃燒后，原本被固結在大地之中的二氧化碳、甲烷等物質被突然釋放到大氣之中。

2019年5月，科學家檢測到大氣中二氧化碳的濃度均值已達到414.7ppm（百萬分之414.7），這是地球有人類以來檢測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的時間是在400萬年到300萬年前。而那時全球氣溫比目前高大約2～3℃，海平面比現在高大約25米。

在工業生產中，人類不僅釋放出了億萬年間固結在地球內部的碳，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致全球變暖的罪魁禍首。

“溫室”危機

衛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過高溫時刻，但那是在很長一段時間內綏慢上升的結果。而我們現在遇到的是每一年都會出現的高溫新紀錄。氣溫的快速上升造成各種極端天氣頻繁發生，超強臺風、洪水、干旱給世界各地帶來災難：陸地上冰川融化、南北極冰川消融，人類和動物賴以生存的環境被破壞。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，衛星觀測數據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，一些低洼沿海地區被淹沒等。也許在未來的某一天，馬爾代夫、孟加拉國甚至埃及等國家的版圖會與現在截然不同，甚至整個國家都會被海水淹沒。而水溫升高、海洋酸化、海水運動變化、生態系統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。

為了應對全球變暖，世界各國已經行動起來。應對氣候變化的《京都議定書》、控制氣溫升高的《巴黎協定》都表明了人類控制氣候變化的決心。對于青少年來說，我們能做的事情很多：比如節約用電，進而減少火力發電廠的廢氣排放：綠色出行，減少機動車尾氣的排放。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狀態，讓地球生物能夠更蓬勃地生長，讓北極熊的悲劇不再發生。