陆地上最早的生物

正陆生真菌大约出现于13亿年前,是地球陆地上最早出现的生物。真菌的菌丝体产生草酸,与其他的酸和酶一起风化岩石,逐渐形成草酸钙,使岩石崩裂。这是产生土壤的第一步。由于草酸是由两个二氧化碳分子结合在一起形成的,所以真菌可以草酸钙的形式隔离二氧化碳。1859年,一种被叫作"Prototaxites"(原紫杉藻)的生物化石首次被发现。据推测,这种生物早在4.2亿年前就已经出现在地球上了。人们最初认为     

水泥可吸收大量二氧化碳

正水泥生产一直被认为是导致气候变化的元凶之一。据测算,生产这种工业原料的过程及使用的化石燃料排放的温室气体约占全球总量的5%。然而根据一项新的研究,这种现代文明的"积木"可能最终会吸收一部分二氧化碳气体——足以抵消近1/4的生产水泥所排放的温室气体。为了生产水泥,石灰石(碳酸钙)通过高温烘焙至1 000℃被转化成石灰(氧化钙)。这一转化过程向大气中释     

封面说明

正南极是受人类活动影响最小的地区,已成为对各种温室气体本底浓度监测的理想场所.六氟化硫(SF_6)是一种重要的温室气体,其全球增温潜能高,已被列入《京都议定书》成为限制排放的6种温室气体之一.由于全球变暖与温室气体的持续增加关系密切,在国际极地年(2008/2009)期间,我国在南极中山站建立了第一个大气本底监测站,实现了对大气中SF_6等温室气体的连续监测.通过南极监测     

吸收温室气体的岩石

当人们为温室气体增多和全球气候变暖忧心忡忡的时候．科学家开始为减少温室气体想办法。最近．美国科学家在亚洲国家阿曼找到一种特殊的橄榄岩,这种岩石可以大量吸收二氧化碳,有望在将来为减少温室气体作出贡献。     

土壤微生物加速全球变暖

《自然》杂志公布的最新研究表明,空气中越来越多的二氧化碳导致泥土释放高浓度的温室气体甲烷和一氧化二氮。这项对于大气变化的研究结果揭示了大自然并不像我们先前认为的那样能够减缓全球变暖。     

前路崎岖:巴黎气候变化大会之后

正官方把气候变化巴黎会谈称为一个开始,然则目的地在何方?以下是年度全球温室气体排放的三种可能的未来路径。数据模型表明,每一种路径会导致2100年范围截然不同的大气中温室气体浓度和气候变暖程度,而且都会导致2100年后长达数个世纪的海平面上升。——埃利·金提许(Eli Kintisch)     

玄武岩风化是重要的碳汇机制吗?

在全球碳循环的研究中,硅酸盐化学风化被认为是大气CO_2的一个重要汇.自1996年Gislason开展对冰岛玄武岩(硅酸盐岩的一种)风化碳汇的研究以来,玄武岩风化引起的"大气"CO_2高消耗更成为研究热点.在对相关文献进行全面系统梳理的基础上,发现玄武岩流域的所谓"大气"CO_2高消耗(碳汇)可能与下述原因有关:(1)碳通量较高的玄武岩研究区多位于热带或洋岛-岛弧地区,该区雨量充沛,河流径流量大,进而造成碳通量较大;(2)硅酸盐岩流域高的溶解无机碳(DIC)浓度并非来自硅酸盐矿物的风化,而是来自广泛分布在硅酸岩中的痕量碳酸盐矿物的快速风化,而这应该归为碳酸盐风化对岩石风化碳通量的贡献;(3)外源酸溶解痕量碳酸盐矿物,贡献HCO_3~-,但并未构成大气碳汇;(4)玄武岩流域中参与岩石风化的CO_2并非全部来自大气和土壤,其中一部分可能来自深源CO_2,而深源CO_2参与形成的DIC不仅不能归为大气碳汇,反而是碳源.由此可见玄武岩风化是否是一个重要的碳汇机制值得进一步研究厘定.     

老牛也要为减缓全球变暖作贡献

联合国粮农组织公布的一份报告指出：不仅汽车、空调、工厂排放大量温室气体、加速气候变暖，连老牛也对气候变暖承担一定责任。牛虽不会直接使空气中二氧化碳含量增加．但在消化草料的过程中它们需要反刍．在反刍和打嗝时，牛会排出温室气体甲烷。甲烷在空气中的含量虽比二氧化碳少，但它引起气温升高的效力却是后者的23倍。牛粪中还含有一氧化二氮和氨气，这些也就是经过养牛场时所闻到的难闻气味。据科学家测算，全球温室气体排放量的18％来自家畜。如果养牛场废弃物被雨水冲走，就会造成对水源的污染。牛粪中的甲烷和氨气蒸发到空气中，就构成了酸雨成分．并随着酸雨的降临侵蚀土地。     

触发和驱动第四纪冰期的机制是什么?

晚新生代地球环境演化的重要事件包括冰期气候和人类起源等,其中,冰期及其旋回问题受到广泛关注,但迄今没有被广泛接受的理论解释.地球构造活动诱发的地表风化强度和大洋环流变化,改变了大气CO_2含量和地表热量传输过程,其与地球运动轨道变化调制的太阳辐射量变化周期,包括地球轨道偏心率、黄赤夹角和岁差等,共同驱动了第四纪大冰期降临及旋回变化.其中,太阳辐射量变化起主导作用.在包括海陆配置、大气CO_2、洋流变化、岩石风化等达到临界点的背景下,太阳辐射量变化驱动着第四纪冰期气候旋回变化.在晚上新世,由于地表化学风化加强、深海沉积埋藏碳增多,使得大气中CO_2含量减少,温室气体效应减弱;加上高纬地区接受太阳辐射量降到临界值,高纬地区冰川发育并形成强大的反馈机制,北半球冰期来临并在之后发生了中更新世冰期气候转型.在上新世-更新世的古气候变化中,存在~400,100,41和23ka等周期,这是太阳辐射量变化驱动的结果;其中,大气CO_2和冰冻圈反馈起到重要的放大作用.近200年以来,人类急剧向大气中排放CO_2气体,增强了温室气体效应,可能改变冰期气候的趋向.     

岩石风化碳汇研究的最新进展和展望

自气候变化的岩石风化控制学说提出至今,学界普遍认为,是硅酸盐的化学风化碳汇作用在控制着长时间尺度的气候变化,而在短时间尺度上硅酸盐风化碳汇与碳酸盐风化碳汇也是旗鼓相当的.然而,最新的研究发现,碳酸盐溶解的快速动力学和硅酸盐岩流域中微量碳酸盐矿物的风化在控制该流域溶解无机碳(DIC)浓度和碳汇上的重要性,使得碳酸盐风化碳汇占整个岩石风化碳汇的94%,而硅酸盐风化仅占6%左右.另一方面,水生光合生物对DIC的利用及其形成的有机质(内源有机碳)的埋藏,使得碳酸盐风化碳汇在任何时间尺度气候变化的控制上可能都是重要的.此外,岩石风化碳汇研究的另一重要进展是发现了碳汇随全球变暖和土地利用变化显著增加,即形成了气候变化的负反馈机制.未来应通过岩石风化碳捕获和储存过程及其控制机理的进一步研究,揭示岩石风化碳汇过程及其气候和土地利用调控潜力,以服务于各国应对气候变化的国家政策制定.重点研究:①岩石风化碳汇过程及其物理、化学和生物控制机理;②硅酸盐岩流域中微量碳酸盐矿物的风化在控制流域DIC浓度及其碳汇上的重要性;③陆地水生光合生物利用DIC产生内源有机碳的效率;④气候变化和土地利用调控岩石风化碳汇的潜力.     

全球气候变暖及其战略对策研究

从前二年开始,国内外学术界围绕全球变暖问题展开了激烈的论争,争议的问题涉及全球气候是否在变暖?温室气体(如二氧化碳、甲烷等)的人为排放是否会使大气中温室气体浓度增加?温室气体浓度增加是否会导致全球气候变暖?目前用什么手段来预测未来的气候变化?预测未来全球气候变暖的程度如何?     

海藻喂牛减少甲烷排放

正养牛被认为对环境不友好,因为饲养动物需要大量的土地、饲料、能源和水,而且牛会产生大量的甲烷。甲烷是一种温室气体,在大气中捕获热量的能力是二氧化碳的23倍。牛依赖消化道中的微生物来消化食物,这些微生物在消化食物的过程中就会产生甲烷,而牛会通过打嗝、放屁和排便的方式将甲烷排放到空气中。一头体重550千克的奶牛每天会排放800～1000升的甲烷。     

控制地球大气升温新论

长期以来,科学家一直认为减少大气中的二氧化碳气体是使大气升温速度放慢的最好方法。但是新的研究认为,减少其他气体可能是使气候变化放慢更为有效的方法。这一研究是由美国航空航天局的一个科学家小组进行的。 在过去２５年中,二氧化碳含量大致保持相等,但是地球表面的平均温度却已经上升。他们发现,被称为温室气体的其他气体加在一起滞留在大气中的热量比过去想象的要多得多。这些气体包括沼气、含氯氟烃和臭氧。因此既限制二氧化碳又限制其他气体才是防止地球变暖的最好方法。 美国航空航天局的科学家认为,其他温室气体滞留在大气…     

二氧化碳减排技术研究

温室效应是涉及全球气候变化、生态环境以及经济发展等各个领域的重大问题.在<京都议定书>所约定的六种温室气体二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)和六氟化硫(SF6)中,CO2约占总量的64%,且其降解时间长,对温室效应"贡献"最大.因此,控制CO2的排放被认为是解决温室效应的关键措施.     

二氧化碳电化学还原概述

在过去的几十年里,二氧化碳(CO_2)电化学还原技术的迅猛发展越来越引起国际国内的广泛关注。此技术可以利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源及核电/水电的弃电,将温室气体CO_2还原为低碳燃料和有经济价值的化学品。这一技术可以促进废弃物(气体)利用以实现能源储存与转换,变废为宝,被认为是一种绿色环保、有发展潜力的CO_2处置方法。使用的催化剂和电解质不同,CO_2电化学还原过程给出的产物也不尽相同。本文概述了CO_2电化学还原的原理以及催化剂、电解质和反应器的发展现状。     

远古气泡揭示早期地球大气层

正被历史锁闭长达27亿年的澳大利亚岩石气泡表明,当时地球大气层重量只有不到今天的一半,比之前科学家以为的要稀薄得多。这一发现纠正了一种普遍的误解:早期地球大气层比较稠密,这样就补偿了当时阳光的不足(当时的光照强度只有现在的大约1/5)。这一发现表明,早期地球的稀薄大气层富含温室气体,大气压随地质时间的波动幅度超过科学界此前的想象。27亿年前的地球上只生活着单细胞微生物,当时     

地球的棉衣——说说温室效应

热能被“关”住在地球的表面，覆盖着一层厚厚的大气层。谈到大气层的作用，许多人会说，没有了空气，人和其他需要呼吸的生命就会窒息而死，大气层是人类的“氧气筒”。除此之外，其实大气层还是地球身上的“棉衣”，使地球在茫茫宇宙中成为了一颗温暖的星球，适宜于人类居住。科学家作过计算，如果没有大气层的保温作用，地球表面的平均气温将由目前的平均15℃降为-18℃，而在夜晚还将冷得更加可怕。大气的组成比较复杂，其中能起到为地球保温作用的气体被称为温室气体，如二氧化碳、水蒸气、甲烷、一氧化二氮等。说到温室气体，还得从农…     

探寻我国碳汇分布:从大气CO2探测入手

正二氧化碳(CO_2)是地球大气的重要组成部分,体积组分约占大气的0.04%.大气中的CO_2会产生较强的温室效应,含量过高将导致地表温度升高.自工业革命以来,人类对化石燃料的消耗,导致CO_2等温室气体被大量释放,超过了大自然的调节能力,导致残留在大气中的CO_2含量急剧上升,     

月球和地球或同源于一团岩石蒸气

正英美科学家提出的月球起源新模型认为,月球起源于一团大质量的、甜甜圈状的岩石蒸气"索内斯蒂亚(Synestia)"。这是首个与月球组成模式相匹配的模型,解释了目前模型很难回答的月球特征问题。新模型讲述的故事仍以一次巨大的碰撞开始,但这一碰撞不是创造了一块岩石圆盘,而是创造了"索内斯蒂亚"。碰撞中产生了大量能量,导致10%的岩石被气化,其余的则是液体。月球从一个"种     

高分辨率遥感数据在南极企鹅与温室气体研究中的应用

南极企鹅是南大洋环境变化的"生物指示剂",其排泄物中丰富的碳(C)、氮(N)等营养物质为温室气体产生排放提供可能,使企鹅聚居区成为大气二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)排放的重要来源.中国第15次南极科学考察以来,陆续开展了南极典型企鹅聚居区土壤养分分析、聚居区土壤温室气体野外观测和室内培养的研究工作,指出企鹅活动显著促进温室气体的排放,但受企鹅数量与分布资料的限制,区域乃至环南极企鹅源温室气体排放量估算尚未开展.随着卫星遥感技术发展,20世纪80年代开始企鹅聚居区的遥感识别.近年来,特别是高精度卫星遥感资料和航拍照片的应用,区域范围内企鹅数量遥感识别体系逐渐建立起来.在综述以往研究工作的基础上,综合分析了南极典型区域温室气体野外观测研究及企鹅源温室气体排放量估算方法,系统比较了环南极分布的5种企鹅类型,如阿德利企鹅(Pygoscelis adéliae)、帽带企鹅(Pygoscelis antarctica)、巴布亚企鹅(Pygoscelis papua)、帝企鹅(Aptenodytes forsteri)和马可罗尼企鹅(Eudyptes chrysolophus)的遥感识别方法,并从气候变化(海表温度、海冰面积等)和人类活动(旅游、船舶等工业活动)以及其他因素(食物来源)等方面探讨影响企鹅数量变化的可能因素.