常说的热不是热
近年来，
““”碳排放”简直成了一个“臭名昭著”的词。
IPCC
（政府间气候变化专门委员会，
是由世界气象组织
和联合国环境规划署于1988年建立的）
甚至有一个工作组专门用来评估
限制温室气体排放和减缓气候变化的方案
那么，CO2到底怎么了？
为什么一说到CO2就联想到全球变暖呢？
这又得从地球接收的太阳辐射说起了。
地球所能接收到的太阳辐射
虽然仅仅为太阳向宇宙空间放射的
总能量的二十二亿分之一
但是这二十二亿分之一
却是地球收获能量最主要的来源
太阳能量高，
辐射出的电磁波波长短，
属于短波辐射
波长集中在小于4μm的范围内
到达地球之后，
大气、云层以及地面
都参与了辐射和反射过程
其中地面接收到的能量
又辐射向大气及宇宙空间
而地面辐射的则为长波辐射
CO2就是在这个过程中
对地球大气温度产生了影响
CO2能够吸收波长在
3-5μm和大于13μm范围内的电磁波
其最大吸收峰带与
地面热量辐射的最大值部分相邻
因此
CO2的多寡就对全球大气的温度产生了影响
CO2多的时候，
热量截留较多，
CO2少的时候，
热量截留较少
因此，
并不是过程中一有CO2参与
地球就必然升温，
而要看调皮的碳去了哪里
早在1845年的时候
J.Ebelmen就提出了
地球碳循环影响气候的观点
而1895年Arrhenius首次计算了
CO2浓度降低与大气温度的定量关系。
你说的冷又是什么冷
那么，这又与高原君有什么关系呢？
先来看一个化学反应：
由这个化学反应可以看到
CO2在以酸的形式与硅酸盐反应后
以离子的形式被固定在地球表面
也就是说，
硅酸盐可以消耗大气中的CO2来使地球降温，
风化越强烈，
其造成的降温效应也越强。
而我们知道，
高原君之所以成为高原君，
是由于造山运动的抬升作用
在山体隆升的过程中，
机械剥蚀增强产生大量新鲜剥露面以及陡坡
而地形雨的增加又增强了
雨水在剥露面及陡坡面上的冲刷作用
这些过程都加剧了硅酸盐风化的过程
因此，高原君就是通过隆升，
同时在CO2这个小妖精的参与下，
影响了地球君的气温。
我们上面所提到的过程
就是抬升风化假说的核心
新生代的隆升和风化以及地球的干冷化
为抬升风化假说提供了证据
正反馈是指反馈的信号增进输入的信号
而使系统不稳定的反馈过程
山体抬升使得全球变冷，
进而冰量增加
冰量增加使得岩石碎屑增加、风化增强，
进而CO2消耗增强
冷而更冷
这就是一个正反馈过程
这中间还存在一个过程：
抬升增强风化剥蚀
风化剥蚀调动地壳的均衡调整，
使得抬升进一步增强
这也是一个正反馈过程
如果地球一直接受这样的正反馈变冷
迟早会变成一颗“冰球”
然而，根据现有的地质记录来看，
地球的气候变化有冷有暖
并不是一味变冷。
这说明，
必然有相反的过程来维持系统的相对稳定。
这个过程我们叫负反馈
负反馈的反馈信号可以减弱输入信号的强度。
Raymo等讨论了三个可能存在的负反馈过程：
有机碳循环（已被新生代海洋碳同位素所否定）
深海硅酸盐沉降
以及海底玄武岩风化
地球作为一个系统
内部存在很多的反馈机制
地球的每一个变化都牵扯多个反馈过程
地球到底是怎么变冷的？
又是怎么变热的？
除了太阳辐射的变化，
地球上这些反馈过程的较量
也给了我们启示。
而高原的抬升-风化假说，
给了我们一个关于地球变冷的思路。
部分图片来自网络
延伸阅读：
本文抛砖引玉，希望进一步了解的读者，请阅读唐自华老师的博客文章《抬升-风化-冰期》
美术编辑：赵亚楠
校 对：张腾飞
欢迎投稿，投稿邮箱kepu@mail.iggcas.ac.cn
作者:张晓燕
版权声明：如涉及版权问题，请作者持权属证明与本网联系
来源： 中科院地质地球所
联系客服
