溫室效應與地球自我調節

溫室效應，是指透射陽光的密閉空間由於與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應，就是太陽短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖後放出的長波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質所吸收，從而產生大氣變暖的效應。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，使地球變成了一個大暖房。據估計，如果沒有大氣，地表平均溫度就會下降到－23℃，而實際地表平均溫度為15℃，這就是說溫室效應使地表溫度提高38℃。 　　

大氣能使太陽短波輻射到達地面，但地表向外放出的長波熱輻天然氣燃燒產生的二氧化碳，遠遠超過了過去的水平。而另一方面，由於對森林亂砍亂伐，大量農田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉化的動態平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長，就使地球氣溫發生了改變。但是有樂觀派科學家聲稱，人類活動所排放的二氧化碳遠不及火山等地質活動釋放的二氧化碳多。他們認為，最近地球處於活躍狀態，諸如喀拉喀托火山和聖海倫斯火山接連大爆發就是例證。地球正在把它腹內的二氧化碳釋放出來。所以溫室效應並不全是人類的過錯。這種看法有一定道理，但是無法解釋工業革命之後二氧化碳含量的直線上升，難道全是火山噴出的嗎？ 　　

在空氣中，氮和氧所佔的比例是最高的，它們都可以透過可見光與紅外輻射。但是二氧化碳就不行，它不能透過紅外輻射。所以二氧化碳可以防止地表熱量輻射到太空中，具有調節地球氣溫的功能。如果沒有二氧化碳，地球的年平均氣溫會比目前降低20 ℃。但是，二氧化碳含量過高，就會使地球彷彿捂在一口鍋里，溫度逐漸升高，就形成「溫室效應」。 形成溫室效應的氣體，除二氧化碳外，還有其他氣體。其中二氧化碳約佔75％、氯氟代烷約佔15％－20％，此外還有甲烷、一氧化氮等30多種。

如果二氧化碳含量比現在增加一倍，全球氣溫將升高3 ℃－5 ℃，兩極地區可能升高10 ℃，氣候將明顯變暖。氣溫升高，將導致某些地區雨量增加，某些地區出現乾旱，颶風力量增強，出現頻率也將提高，自然災害加劇。更令人擔憂的是，由於氣溫升高，將使兩極地區冰川融化，海平面升高，許多沿海城市、島嶼或低洼地區將面臨海水上漲的威脅，甚至被海水吞沒。20世紀60年代末，非洲下撒哈拉牧區曾發生持續6年的乾旱。由於缺少糧食和牧草，牲畜被宰殺，飢餓致死者超過150萬人。 　　

這是「溫室效應」 給人類帶來災害的典型事例。因此，必須有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增長，科學使用燃料，加強植樹造林，綠化大地，防止溫室效應給全球帶來的巨大災難。 　　

科學家預測，今後大氣中二氧化碳每增加1倍，全球平均氣溫將上升1.5－4.5℃，而兩極地區的氣溫升幅要比平均值高3倍左右。因此，氣溫升高不可避免地使極地冰層部分融解，引起海平面上升。海平面上升對人類社會的影響是十分嚴重的。如果海平面升高1 m，直接受影響的土地約5×106 km2，人口約10億，耕地約佔世界耕地總量的1/3。如果考慮到特大風暴潮和鹽水侵入，沿海海拔5 m以下地區都將受到影響，這些地區的人口和糧食產量約佔世界的1/2。一部分沿海城市可能要遷入內地，大部分沿海平原將發生鹽漬化或沼澤化，不適於糧食生產。同時，對江河中下游地帶也將造成災害。當海水入侵后，會造成江水水位抬高，泥沙淤積加速，洪水威脅加劇，使江河下游的環境急劇惡化。溫室效應和全球氣候變暖已經引起了世界各國的普遍關注，目前正在推進位訂國際氣候變化公約，減少二氧化碳的排放已經成為大勢所趨。 　　

科學家預測，如果我現在開始有節制的對樹木進行採伐，到2050年，全球暖化會降低5％。

    與上述假說完全相反的假說，是地球自我調節假說。

地球上的生命已經綿延了約35億年，但太陽系中最接近地球的金星與火星卻不存在任何生命，這以基本被各種探測器證實，這樣的現實難道真的是因為地球與太陽的距離正合適嗎？

在30多年前，英國大氣化學研究者洛夫 洛克對此問題提出了獨特的見解：地球自我調節假說，簡稱Gaia。Gaia是希臘神話中的地母神。地球自我調節假說將生命和全球環境視為一個系統 內不可分割的兩個組成部分，生命不斷地自動調節地球的環境以適合自己的生存。而火星上從未有過生命，因此，今天也不會有生命存在。

35億年前，生命首次出現時的地球完全不同於今天的地球，那時，地球剛剛從氣體、塵埃和岩石構成的氣雲中脫胎出世，雖然當時大氣成分不能確定，但以碳元素為主組成的氣體則是無疑的，濃密的二氧化碳，也可能有甲烷，根本沒有氧；那時的太陽也和現在的太陽不一樣，按恆星演化理論， 當時太陽的溫度應比現在的太陽溫度低25－30％。早期地球周圍空氣中二氧化碳的溫室效應使地球保持溫暖的狀態，生命得以延續，但隨著太陽溫度的升高，海水變熱，越來越多的水蒸氣進入大氣，加上若干億億噸蘊藏在碳酸鹽岩石中的二氧化碳，持續下去的話，溫室效應最終將失控，地球會象金星現在的情況那樣，表面被濃厚的二氧化碳氣體籠罩，高溫可以把鉛融化。

幸運的是，大約在20億年前，海洋中開始出現藍藻，它們通過光合作用使空氣中的二氧化碳轉變成有機碳的化合物。億萬年來，藍藻及其演變成的植物已經大大進化和繁衍了，因此大氣中的二氧化碳增加的幅度恰 好與太陽變暖的速度保持同步。該理論認為：正是生命本身拯救了整個生命世界。另一方面，地球從誕生之日起，從來就沒有平靜過，除各種旱澇災害、颶風、海嘯、地震及火山爆發等外，它還不斷地被來自空間的岩石碎塊所轟擊。大多數的隕石個頭不大，成為無害的流星，極少數較大的能夠到達地面。平均大約一億年，有一顆巨大的隕星撞擊地球，在地球大氣中注入大量的塵埃和氣體，遮蔽住陽光，使地球遭受極大的劫難，大量的物種滅絕，最近的一次發生在大約6500萬年前，並使當時統治地球陸地的恐龍滅絕。

地球自我調節假說的支持者們認為，恐龍滅絕後新物種的出現是支持此假說的證據。他們認為，地球上生命和環境結合起來的系統是強健的並能很快地修復自己的創傷。雖然災難發生時生命對全球環境的控制會暫時中斷，但在事後，生命會迅速恢復控制並重新開始起調節功能。但這並不意味著地球沒有變化，物種更新了，也是環境有所改變。總之，按照這一假說，地球上的生命與環境這個大系統一般來說是穩定的，變化不大，但當系統處於超越其自身調節能力的非常狀態下時，也會發生突變。

人們對此假說的爭論一直很激烈，有些人認為它跟本不是科學，而是哲學，甚至有人說它是一種宗教的。

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