地球发烧了

于鹏翔

北极熊是北极冰雪世界中的王者，它们的猎物是同样生活在极圈中的海豹。海豹善于游泳，在水下可以闭气长达四十多分钟，而北极熊只能在水下闭气一分钟左右，因此北极熊在水中捕获猎物的可能性很低。为了增加捕猎的成功率，北极熊一般会选择在靠近岸边的大块稳定的浮冰之间对猎物发起进攻，它有着比猎犬还要敏锐的嗅觉，可以嗅到几千米之外的海豹的味道。发现海豹之后，北極熊会利用自己超强的游泳能力长途潜行，慢慢爬上浮冰，悄悄靠近海豹，一举捕获猎物。这种寻找、潜行、捕获的生活，北极熊已经过了几十万年，但就在最近的几十年间，一些变化悄然发生。

北极熊能否捕获猎物的关键是周围有没有稳定的浮冰，因为只有在坚固的浮冰上北极熊才能发挥它的优势。但是近几十年，地球变得越来越热，北冰洋上坚固、大面积的浮冰变得越来越少，很多北极熊需要游很远才能遇到一只在浮冰上的海豹。很多浮冰变得又小又薄，根本无法支撑北极熊在上面进行捕食。于是就有了照片上的这一幕：一只孱弱的北极熊艰难地行走在一块小小的浮冰上。

“捂热”地球的温室气体

为什么浮冰会融化变小呢？这就要说到“全球变暖”了。那地球为什么会变暖呢？首先，我们要从地球的热量来源说起。作为太阳系的一颗行星，地球的热量主要来自太阳。太阳通过核聚变产生了巨大的能量，这些能量会在8分钟内走过约1.5亿千米的路程到达地球。太阳的能量是地球产生生命的基础。但是这并不能保证地球上的温度始终稳定。在火星上，由于太阳的照射，白天最高温度可达35℃：而没有太阳照射的夜晚，温度则会降到-143℃。距离太阳更近的金星，白天温度可达430℃，晚上温度则会骤降至-180℃。在火星和金星上，白天和黑夜温度差异如此之大的原因就是它们都没有浓厚的大气层。正因如此，它们无法抵御太阳照射时的巨大能量，也无法保存太阳能量。与它们相比，拥有大气层的地球就幸运得多了。

太阳光中包含了我们看得到的可见光部分和我们看不到的红外线、紫外线。成分适中的地球大气层可以反射约30%的太阳能量、吸收约20%的太阳能量，剩下的能量才被地面获得。这样一来，地球在白天很温暖但并不炙热。而在夜晚，大气的作用就更加明显：岩石、地表会以红外线的方式迅速向外释放能量。此时大气就会吸收地表散失的热量，并且将热量返还给地面，这样地球的夜晚就不会因为热量散失变得极度寒冷了。有人计算过：如果没有大气层，地球上的平均温度会在-18℃左右。所以，大气层就像覆盖整个地球的一床大棉被：白天，被子可以帮地球阻挡过多的热量;晚上，它还能帮地球保存热量。大气这种如棉被一样的作用就叫作“保温作用”。与此同时，地球上的海洋运动、地球内部热量的散发、冰雪对于热量的反射等因素也与大气的保温作用一起配合着，稳定了地球的温度。在适宜的温度下，地球才呈现出生机勃勃的景象。

被子要薄厚适中才会让人感到舒适，大气层也要成分适中才会让地球温度适中。但是就在最近的一百年间，地球大气层中的二氧化碳、甲烷等气体成分突然增多。这些成分就像是棉被中的棉花，会大量吸收来自地面和太阳的红外辐射，于是大气温度升高，并将这些热量返还给地面，这就造成了我们开头所说的全球变暖现象。科学家给这种现象起了一个形象的名字——温室效应。而这些造成温室效应的气体就被叫作温室气体。

温室气体暴增的原因

温室气体为什么会突然增多呢？要解释这个问题，我们就要回到二百多年前的那场工业革命。在那场工业革命中，蒸汽机成为动力引领着人类的进步，而蒸汽机的动力就源于燃烧埋藏在地下亿万年的宝藏——煤。在蒸汽机之后，各种能够转化地下能量的机器被制造出来，如燃油发动机、燃煤发电机等。

煤和石油是古代生物在地下形成的沉积矿物。植物活着的时候通过光合作用将空气中的二氢化碳变成了自身的能量，动物再通过食用植物获得能量。这些生物死后埋于地下，它们活着时吸收的二氧化碳就被沉积矿物固定在了大地中，一些岩石也起到了类似的固碳作用。此后，火山等地质作用再将这些碳释放到大气中。亿万年间，通过生物、岩石、火山运动，大地与大气之间进行着碳的平衡。但当这些矿物被人类用作燃料大量燃烧后，原本被固结在大地之中的二氧化碳、甲烷等物质被突然释放到大气之中。

2019年5月，科学家检测到大气中二氧化碳的浓度均值已达到414.7ppm（百万分之414.7），这是地球有人类以来检测到的最高二氧化碳浓度。上一次地球大气中二氧化碳含量超过400ppm的时间是在400万年到300万年前。而那时全球气温比目前高大约2～3℃，海平面比现在高大约25米。

在工业生产中，人类不仅释放出了亿万年间固结在地球内部的碳，还通过人工合成了很多大自然中本来没有的温室气体，其中最著名的就是各类氟化物。这类本来用于制冷的人工化合物会破坏地球臭氧层，而它们的升温能力更是二氧化碳的几千至几万倍。这些温室气体就是导致全球变暖的罪魁祸首。

“温室”危机

卫星照片显示雅各布港冰川在2001-2003年间加速后退

虽然在地球历史上也出现过高温时刻，但那是在很长一段时间内绥慢上升的结果。而我们现在遇到的是每一年都会出现的高温新纪录。气温的快速上升造成各种极端天气频繁发生，超强台风、洪水、干旱给世界各地带来灾难：陆地上冰川融化、南北极冰川消融，人类和动物赖以生存的环境被破坏。与气温一同上升的还有海平面：1000年前海平面平均每年上升0.6毫米：从1880年开始，海平面平均每年上升1.6毫米：从1993年开始，卫星观测数据表明海平面每年上升3.3毫米：从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开始频繁遭受海洋侵蚀的影响，土地面积减少，海水倒灌影响土壤和地下水，一些低洼沿海地区被淹没等。也许在未来的某一天，马尔代夫、孟加拉国甚至埃及等国家的版图会与现在截然不同，甚至整个国家都会被海水淹没。而水温升高、海洋酸化、海水运动变化、生态系统改变等全球变暖的间接后果也可能给我们带来更多意想不到的后果。

为了应对全球变暖，世界各国已经行动起来。应对气候变化的《京都议定书》、控制气温升高的《巴黎协定》都表明了人类控制气候变化的决心。对于青少年来说，我们能做的事情很多：比如节约用电，进而减少火力发电厂的废气排放：绿色出行，减少机动车尾气的排放。甚至在未来我们可以找到安全高效的化石能源替代方式，减少温室气体的排放，让地球重新回到它自己的循环状态，让地球生物能够更蓬勃地生长，让北极熊的悲剧不再发生。