2009 年12月底，在哥本哈根召開的聯(lián)合國氣候變化大會上，直到閉幕一刻，也未能在發(fā)達國家中期減排目標(biāo)的問題上取得任何進展，碳排放分配所觸動到的國家利益成為了絆腳石。

在一些科學(xué)家看來，這樣的結(jié)局并不難預(yù)料，倒是“改變地球”的預(yù)想多少有些硬傷，因為它的關(guān)鍵前提是認為人類可以通過減排和低碳的方式來影響氣候。問題在于：這樣的命題成立否?人類在多大程度上可以改變地球?此刻，或許地質(zhì)學(xué)家的觀點更為客觀。在他們看來，地球上的碳元素分別以不同的形態(tài)分布于地球表層的大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈系統(tǒng)中，碳循環(huán)就是發(fā)生在四個圈層之間碳元素的相互轉(zhuǎn)換、運移的過程。只要能夠找到有效途徑，將我們認為過剩的碳從一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng)中，那么人類改變?nèi)颦h(huán)境與氣候的假設(shè)就不難成立。

碳酸鹽巖——地球最大、最活躍的碳庫

地球存在已有46億年之久，地球大氣的演變經(jīng)歷了三個階段：原始大氣、次生大氣和現(xiàn)代大氣。原始大氣的主要成分是氫和氦;次生大氣的主要成分是水、二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等，與現(xiàn)代的火星有類似之處，其二氧化碳的濃度高達25%以上;現(xiàn)代大氣的主要成分是氮和氧，二氧化碳濃度僅為 0.03%~0.04%。地球大氣中如此巨量的二氧化碳去了哪里?經(jīng)過地質(zhì)學(xué)家長期的調(diào)查研究，認為地球上的碳主要以有機碳和無機碳的形式存在。其中賦存于頁巖、碳酸鹽巖中的分散微粒有機碳占比很小，而現(xiàn)代地球上最大的碳庫實為儲存在碳酸鹽巖中的高達61×1015tC的無機碳，其碳量占全球總碳量的 99.55%。這也就解釋了二氧化碳的去向問題：古老的硅酸鹽巖與地球大氣中二氧化碳和水反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鹽巖沉積、有機碳和氧氣，即碳匯效應(yīng)。伴隨著氧氣的出現(xiàn)和二氧化碳的減少，地球，這個原本沉默的星球才得以慢慢變成一個巨大的生命體。

碳酸鹽巖在地質(zhì)學(xué)中被歸類為可溶巖，即可以在雨水作用下發(fā)生溶解的巖石。大量的野外和室內(nèi)模擬結(jié)果顯示，碳酸鹽巖的溶解過程是十分敏感和快速的，巖溶地下洞穴中大量石筍、鐘乳石的沉積，就能充分說明這一點。石筍、鐘乳石的沉積是雨水對可溶巖的溶解，隨水流至洞穴，因飽和或過飽和的巖溶水在運移過程中條件的改變，水體中部分二氧化碳溢出，重新變成碳酸鈣沉積而成，洞穴頂板的厚度常常為幾米甚至到幾百米不等，洞內(nèi)形成石筍的滴水對地表降雨的響應(yīng)時間最短可以不足1小時。同時，水體中無機碳的濃度變化會隨著地表溫度、降雨、植被、土壤情況的變化而變化。這一過程悄無聲息，但效果驚人。長年的測試結(jié)果表明：只桂林片區(qū)就因土下石灰?guī)r的溶解過程，使得土壤向大氣釋放二氧化碳的年通量降低 25%。

碳酸鹽巖溶解——沉默而驚人的碳匯效應(yīng)

大氣中溫室氣體如二氧化碳濃度的升高被認為是全球氣候變暖的最主要因素。全球氣候模型顯示，大氣中二氧化碳體積分數(shù)每上升1倍，則大氣溫度將上升6℃。而通過對大氣二氧化碳的長期監(jiān)測表明，大氣二氧化碳濃度在工業(yè)革命時期，開始呈現(xiàn)持續(xù)的上漲，即人類對化石燃料的大量使用，將埋藏在巖石圈中的有機碳燃燒成大氣圈里的二氧化碳，成為地球變暖的“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;。

為應(yīng)對氣候變化，1992年6月4日在巴西里約熱內(nèi)盧舉行的聯(lián)合國環(huán)境發(fā)展大會上通過了第一個全面控制二氧化碳等溫室氣體排放的國際公約——《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(以下簡稱《公約》)。1995年至今，《公約》規(guī)定每年召開一次締約方會議，提出了一系列緩解大氣升溫的措施，包括二氧化碳減排、植樹造林、二氧化碳回收等措施。

《公約》中大力倡導(dǎo)的植樹造林是基于綠色植物的光合作用，將 大氣中的二氧化碳與水結(jié)合形成植物體，從而完成的“看得見、摸得著”的碳匯過程。這一過程通俗來說，就是把本應(yīng)釋放到大氣中的碳給固定住。最常被提到的碳匯形式 通常就是森林碳匯。除此之外， 還包含藻類碳匯、海洋碳匯、巖石碳匯、漁業(yè)碳匯，等等。植物光合作用過程，將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)移到生物圈中，被認為對緩解地球變暖有良好效果。那么，與之相比，巖溶作用將大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)移到水圈中，是否也能產(chǎn)生足夠大的碳匯效應(yīng)，對地球變暖產(chǎn)生有效緩解作用呢?

巖溶作用將大氣中的二氧化 碳轉(zhuǎn)移到水圈中，是否也能產(chǎn)生足夠大的碳 匯效應(yīng)，對地球變 暖產(chǎn)生有效緩解作用呢?#e#

根據(jù)我國1981年至2000年間的統(tǒng)計 ,森林、灌草、陸地植被年均碳匯通量分別為0.075PgC/a、0.019PgC/a和0.101PgC/a，而基于九大水流域數(shù)據(jù)的估算，中國碳酸鹽巖溶解的過程中產(chǎn)生的碳匯通量為0.03~0.072 PgC/a，取中間值0.051PgC/a與上述三種碳匯方式對比，即碳酸鹽巖溶解的碳匯通量分別是陸地植被的 50.5%、森林的 68%、灌草叢的2.68倍。換個更為形象的角度，中國陸地植被年碳匯通量相當(dāng)于同期中國工業(yè)二氧化碳排放量的 15.35%，則碳酸鹽巖溶解產(chǎn)生碳通量相當(dāng)于排放量的7.75%。

對全球而言，植物的光合作用將消耗大氣二氧化碳。每年陸地森林生態(tài)系統(tǒng)將產(chǎn)生1.71PgC/a 的凈碳匯通量，土壤有機碳庫可產(chǎn)生凈碳通量0.80PgC/a;全球碳酸鹽巖溶解轉(zhuǎn)移碳匯通量為0.55PgC/a，這一數(shù)值相當(dāng)于全球森林碳匯通量的33%、土壤碳匯通量的70%，相當(dāng)于全球化石燃料排放碳量的7.80%。

與植物碳匯不同的是，由于碳酸鹽巖溶解過程是以清潔、透明的 巖溶水的形式存在，肉眼無法察覺，只有通過專門的儀器設(shè)備才能監(jiān)測到，故而，碳酸鹽巖溶解產(chǎn)生的碳匯過程也被稱為靜悄悄卻有大作為的碳匯。