碳循环的真相

陈倩

人们在极端气候灾害频发和气温的异常变化中，能够概括性地感知到碳循环危机，也可以在媒体传播中知晓地球碳循环正在遭到破坏，但为什么能够构筑生命、塑造文明的碳，如今却成为威胁人类社会、地球生态的东西？埃里克·罗斯顿在《碳时代—文明与毁灭》中详细阐释了碳元素是如何将生物演化、地球无生命力量和人类基础结构紧密交织在一起，以及如何流过生命与工业，扮演着从琐碎到超凡的各种角色。

在进入气候变化议题之前，罗斯顿引经据典，试图厘清地球碳循环的作用机理，揭示碳在自然界和非自然界中的基本运作方式。他从宇宙大爆炸的原子产生出发，从碳的史前史开始溯源碳的出现，让人切实地感受到碳对于地球本身、对于地球上的所有生物或非生物的全局性影响。这部著作的许多内容都具有科普意义，书中不厌其烦地强调碳的王者地位、碳是所有元素的平民之王，在对专业文献和科学争论去伪存真的过程中，形成了对科学文献的全面概括。

宇宙中的碳自诞生之始就具有“建筑师”潜力，奠定了地球生命总建筑师的角色基础，碳的流动紧密结合了生物演化与居于引导地位的地球物理力量。生命总是驱动着地质发展，也为地质发展所驱策，碳在生物之中的流动，靠着自然界的无生命力量和生命演化缠绕在一起，短期碳循环可以从几分之一秒延续到数十年、数百年，而长期碳循环则涵盖岩石圈和板块运动的领域，包含风化与沉积，能够延续数千万年。大气中的碳含量在每个地质时间尺度上都是相互配合的，通常以气温变动为先导，但工业时代之后就不再是这样了，人类工业活动对气候秩序的改变，比板块运动和岩石风化速度要快得多。人类做出的每样东西，大部分不是由碳组成，就是以碳的火焰打造而成。工业活动逆转了光合作用，把氧气和硬质碳变回二氧化碳，人为影响抹消了生物与地质时间尺度的界限。在短暂的时间里，人类从一种有影响力的物种变成地球演化和地质变化最有力的推手，我们影响这个星球的程度，不论在范围还是强度上都是很独特的， 除了陨石撞击以外，应该只有人类能够将地质速度提升到这么快，而工业成为影响生物与地质之间交互作用的最主要因素。

人类知识转变为发明随后获得经济价值的模式，是通过基础科学激发科技创新的模式，资源、知识和工具滋生出更多的资源、知识和工具，以难以量化的方式改变了地球表面和大气。由于碳累积值动辄以百万年为尺度，因此长期的碳循环总是容易被忽视，进而让长期碳循环加速到进入短期循环的路线。随着人类火焰蔓延和经济之手的挑拨，在工业蜡烛越来越大的时代，我们自认为人类的生活方式和持续性比大部分其他物种的生存更加重要，但是，自然界沒有所谓的人类发展的中心法则，人类才智的成就促使科技跃进，对地球产生的影响也正在反噬人类自身，逐渐走向自毁之路，新一轮的碳反思正在发生。

在碳科学上的无知常常阻碍了人们在遏制气候变化上所做的努力，而学术上的分裂直接影响着气候变化问题的解决方案。地球气候并不是自行稳定的系统，总是捉摸不定的，就算没有突然的打击，即便轻推几下也会有强烈的非线性变化，甚至进入混乱时期，在人为辐射效应、火山压力来源以及太阳能改变的共同作用下，生态系统的生存难度大大加重。如果国际气候协议的约束成功，《京都议定书》会让二氧化碳排放量稳定处于一九九0年的水准，但事实是，之后的排放量已经提升了35%。

全球变暖造成的变化已经威胁到现代文明发展的限度和潜力，地球气温比前工业时期上升了二摄氏度，科学帮助我们对这个星球发的高烧做出了诊断，而科学也是减缓气温加速上升的唯一希望。科学技术将非自然选择强加给生物，不断涌入大气的碳将给后代造成不可挽回的损失，罗斯顿呼吁立法者在决定如何应对气候变化时，必须考虑这些复杂的道德因素。如果我们足够快地开始行动，就能减缓我们对碳循环的冲击，而不必牺牲工业化火焰，行之有效的方案能够把文明转换到另一个不会让地球枯萎的能量系统上。

如果说化石燃料尚存希望，那必然与长期使用的燃料品质有关，提高燃烧效率的同时，在废气处置的问题上，利用碳捕捉与封存技术让碳工业适度保留，使碳回到我们最初发现它的地方。在作者给出的建议中，思考能源转换是个重要课题。对新能源和新材料的关注是一种更被广为接受的发展架构，可以带领我们步入远离碳燃烧的能源趋势。碳无处不在，这种大自然的恩赐，使我们从自给自足式的农业中提升至更高阶的层次，应该也会带领我们走向以可再生能源为基础的未来。生物能、太阳能、地热能、风能、氢能、水势能将在未来提供越来越多的动力。前卫的能源研究挑战着自然与非自然的分野，既然目前我们没办法停止燃烧碳，那么发掘生物燃料的潜力，对碳燃烧设限、努力改变碳来源也是一条可行的道路。在生命科学与计算机、信息科学之间的联结中，科学家们试图将眼光放在如何培养工业用碳燃料上而非开采上。能量来源在短期循环中是可再生的，而且在生物之中能够储存和移动，工业发展需要找到一个在生物圈之中，在短期碳循环之内存活下去的方法， 但直到现在，这仍然困难重重。

自气候对话从科学领域转向经济学以来，气候变化论战就不再集中于代际公平和责任分配等道德伦理的问题上了，更关注如何构建具有复杂适应性和全球一致性的经济系统，而其核心是对折现率的讨论。斯特恩报告证明了低折现率会让我们更重视未来，反之，高折现率会使未来的重要性降得很低。问题在于，我们是应该现在就加大投资以避免或减缓灾难性的气候改变，还是应该把钱存起来，好让未来世代有足够的钱修复气候损害？在IPCC 的模拟情境中，碳的社会成本已经高到足以保证开发新科技来削减碳排放量，甚至高于缴纳碳税和购买碳排放许可的价格，即折现率越低，碳排放成本就越高。但是，以营利为目的的企业是很抗拒为空气中形同炉灰的残留物付钱的，他们习惯性地认为，这些东西就像呼吸一样是免费的，如果要求他们花钱把烟囱中的碳弄走，这就像为呼吸付钱一样荒谬。经济学家习惯以碳社会成本思考气候变化对经济产生的冲击，用模型模拟减少碳排放量对未来世界经济生产额有何影响。罗斯顿毫不客气地指出，以模型模拟缓和气候变暖的潜在代价，就好比预测晚期癌症患者还有多少赚钱的潜力。评估全球变暖的潜在影响是有重大意义的任务，但是，我们不得不看到其中的局限。一方面，经济分析需要以科学家对未来某个时间点碳排放量的预测为基础，而预测二氧化碳浓度的科学工作却又取决于经济模型；另一方面，物理性和间接性科学证据使人们对地球物理和化学的认识只能将碳排放量锁定到大致范围，不可能达到精准无误的程度。经济学家的每个预测都建立在科学预测的不确定之上，他们必须评估可能出问题的每件事情的发生率、严重性，以及每件可能出错的事情的连锁反应。正如哈佛大学马丁·韦茨曼（Martin Weitzman）所言，全球变暖是这个世界有史以来最大的外部成本，估计其影响可能是经济学家曾经做过的最大的主观评鉴。

政治裹挟下的气候变化议题不得不面临现实问题，在这一点上，作者切中要害，比以往的讨论更深刻地揭示了气候隐忧绝不止于科学和经济难题。在科学不确定性无法消除的背景下，气候危机的科学术语将不可避免地具有模糊性，科学家口中远超过危险范围的事项，到了经济学家和政治家那里，就成了仅仅是可能发生的情况，对待数据的态度是他们之间存在分歧的重要原因。让科学界恐惧的二氧化碳浓度上限背后是潜在的灾难性后果，但在社会经济发展面前，这个上限值却很难引起经济学家与各国政府的重视。如果人类保持当前的排放速率不变，大气中的碳会比以往千百万年来累积的还要多。目前还没有可供使用的合成技术，可以把空气中的二氧化碳擦除，或者将其转化为有用的其他物质，所以，为子孙后代计，也为可持续的经济发展计，现代经济体必须逐渐脱离大量产生二氧化碳的活动。

人类文明之火从最开始就燃烧着奇异冷光，没人说得准这光芒何时暗淡、何时熄灭，在新事物演化中重新引导工业性碳循环需要各方力量的有效配合和共同努力，但我们的城市依然在每个夜晚灯火通明。当我们目光向外，在天空中孜孜寻找终结文明的火流星时，殊不知，人类自身才是陨石。

（《碳时代—文明与毁灭》，[ 美] 埃里克·罗斯顿著， 吴妍仪译， 生活·读书·新知三联书店二0一七年版）