温室效应与地球自我调节

温室效应，是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。据估计，如果没有大气，地表平均温度就会下降到－23℃，而实际地表平均温度为15℃，这就是说温室效应使地表温度提高38℃。 　　

大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。而另一方面，由于对森林乱砍乱伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。但是有乐观派科学家声称，人类活动所排放的二氧化碳远不及火山等地质活动释放的二氧化碳多。他们认为，最近地球处于活跃状态，诸如喀拉喀托火山和圣海伦斯火山接连大爆发就是例证。地球正在把它腹内的二氧化碳释放出来。所以温室效应并不全是人类的过错。这种看法有一定道理，但是无法解释工业革命之后二氧化碳含量的直线上升，难道全是火山喷出的吗？ 　　

在空气中，氮和氧所占的比例是最高的，它们都可以透过可见光与红外辐射。但是二氧化碳就不行，它不能透过红外辐射。所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20 ℃。但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。 形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。其中二氧化碳约占75％、氯氟代烷约占15％－20％，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。

如果二氧化碳含量比现在增加一倍，全球气温将升高3 ℃－5 ℃，两极地区可能升高10 ℃，气候将明显变暖。气温升高，将导致某些地区雨量增加，某些地区出现干旱，飓风力量增强，出现频率也将提高，自然灾害加剧。更令人担忧的是，由于气温升高，将使两极地区冰川融化，海平面升高，许多沿海城市、岛屿或低洼地区将面临海水上涨的威胁，甚至被海水吞没。20世纪60年代末，非洲下撒哈拉牧区曾发生持续6年的干旱。由于缺少粮食和牧草，牲畜被宰杀，饥饿致死者超过150万人。 　　

这是“温室效应” 给人类带来灾害的典型事例。因此，必须有效地控制二氧化碳含量增加，控制人口增长，科学使用燃料，加强植树造林，绿化大地，防止温室效应给全球带来的巨大灾难。 　　

科学家预测，今后大气中二氧化碳每增加1倍，全球平均气温将上升1.5－4.5℃，而两极地区的气温升幅要比平均值高3倍左右。因此，气温升高不可避免地使极地冰层部分融解，引起海平面上升。海平面上升对人类社会的影响是十分严重的。如果海平面升高1 m，直接受影响的土地约5×106 km2，人口约10亿，耕地约占世界耕地总量的1/3。如果考虑到特大风暴潮和盐水侵入，沿海海拔5 m以下地区都将受到影响，这些地区的人口和粮食产量约占世界的1/2。一部分沿海城市可能要迁入内地，大部分沿海平原将发生盐渍化或沼泽化，不适于粮食生产。同时，对江河中下游地带也将造成灾害。当海水入侵后，会造成江水水位抬高，泥沙淤积加速，洪水威胁加剧，使江河下游的环境急剧恶化。温室效应和全球气候变暖已经引起了世界各国的普遍关注，目前正在推进制订国际气候变化公约，减少二氧化碳的排放已经成为大势所趋。 　　

科学家预测，如果我现在开始有节制的对树木进行采伐，到2050年，全球暖化会降低5％。

    与上述假说完全相反的假说，是地球自我调节假说。

地球上的生命已经绵延了约35亿年，但太阳系中最接近地球的金星与火星却不存在任何生命，这以基本被各种探测器证实，这样的现实难道真的是因为地球与太阳的距离正合适吗？

在30多年前，英国大气化学研究者洛夫 洛克对此问题提出了独特的见解：地球自我调节假说，简称Gaia。Gaia是希腊神话中的地母神。地球自我调节假说将生命和全球环境视为一个系统 内不可分割的两个组成部分，生命不断地自动调节地球的环境以适合自己的生存。而火星上从未有过生命，因此，今天也不会有生命存在。

35亿年前，生命首次出现时的地球完全不同于今天的地球，那时，地球刚刚从气体、尘埃和岩石构成的气云中脱胎出世，虽然当时大气成分不能确定，但以碳元素为主组成的气体则是无疑的，浓密的二氧化碳，也可能有甲烷，根本没有氧；那时的太阳也和现在的太阳不一样，按恒星演化理论， 当时太阳的温度应比现在的太阳温度低25－30％。早期地球周围空气中二氧化碳的温室效应使地球保持温暖的状态，生命得以延续，但随着太阳温度的升高，海水变热，越来越多的水蒸气进入大气，加上若干亿亿吨蕴藏在碳酸盐岩石中的二氧化碳，持续下去的话，温室效应最终将失控，地球会象金星现在的情况那样，表面被浓厚的二氧化碳气体笼罩，高温可以把铅融化。

幸运的是，大约在20亿年前，海洋中开始出现蓝藻，它们通过光合作用使空气中的二氧化碳转变成有机碳的化合物。亿万年来，蓝藻及其演变成的植物已经大大进化和繁衍了，因此大气中的二氧化碳增加的幅度恰 好与太阳变暖的速度保持同步。该理论认为：正是生命本身拯救了整个生命世界。另一方面，地球从诞生之日起，从来就没有平静过，除各种旱涝灾害、飓风、海啸、地震及火山爆发等外，它还不断地被来自空间的岩石碎块所轰击。大多数的陨石个头不大，成为无害的流星，极少数较大的能够到达地面。平均大约一亿年，有一颗巨大的陨星撞击地球，在地球大气中注入大量的尘埃和气体，遮蔽住阳光，使地球遭受极大的劫难，大量的物种灭绝，最近的一次发生在大约6500万年前，并使当时统治地球陆地的恐龙灭绝。

地球自我调节假说的支持者们认为，恐龙灭绝后新物种的出现是支持此假说的证据。他们认为，地球上生命和环境结合起来的系统是强健的并能很快地修复自己的创伤。虽然灾难发生时生命对全球环境的控制会暂时中断，但在事后，生命会迅速恢复控制并重新开始起调节功能。但这并不意味着地球没有变化，物种更新了，也是环境有所改变。总之，按照这一假说，地球上的生命与环境这个大系统一般来说是稳定的，变化不大，但当系统处于超越其自身调节能力的非常状态下时，也会发生突变。

人们对此假说的争论一直很激烈，有些人认为它跟本不是科学，而是哲学，甚至有人说它是一种宗教的。

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