空气革命

作家文摘 2024年02月20日

“BBC科普三部曲” [英]伊恩·斯图尔特 约翰·林奇等著 王昭力 聂永阁等译 中信出版集团2023年12月出版

  “BBC科普三部曲”是一套经典的自然博物科普书,包括《地球:行星的力量》《海洋:深水探秘》《生命:非常的世界》,也是BBC标杆纪录片同步书。三本书结合科考队的探险经历与故事,分别从地球、海洋和动植物的角度,呈现丰富多彩、全面动人的自然博物知识。

  

  18世纪60年代,英国机械工程师詹姆斯·瓦特开始修补一台设计巧妙但效率低下的蒸汽机,可他并不知道,自己即将开启的不仅仅是一个新的工业时代,还是一个新的地质时代。

  瓦特对蒸汽机的改良设计将引发一系列连锁反应:煤、铁的使用量开始爆炸式增长,工业产品的生产迅速扩大,新的运输方式不断涌现。虽然工业革命的专业技术在全球飞速传播,但是它所具有的更多潜在作用还处于积累阶段。

  自18世纪80年代以来,南极洲和格陵兰岛冰封的荒原上就覆盖着层层积雪,它们记录了温室气体二氧化碳和甲烷增加的过程。这个过程虽然缓慢,却是显而易见的。大约在同一时期,湖泊里的淡水生物开始适应全球范围内新的化学变化。

  现在,许多科学家把18世纪后25年当作一个关键时期,因为那时人类对环境的影响已开始呈现出全球化趋势。我们已经进入一个新的时代,也就是有些科学家所说的新地质时代:人类世。当工业激烈扩张的时候,有些人已经预见到这个世界可能会发生改变。

  事实上,“温室气体”这个看似非常现代的概念,却是法国数学家和物理学家约瑟夫·傅立叶于19世纪20年代提出的。傅立叶在当时就认识到,地球所吸收的来自太阳的热量和它发射回太空的热量并不相等。他还意识到,这种不平衡有一部分是大气层造成的,在大气层的作用下,发射回太空的热量不能完全散发出去,因此,地球表面变得越来越暖和。如今我们都知道,这种温室效应对生物起着至关重要的作用——如果没有它,全球气温将会下降到-18℃,而不是现在的15℃。当时,傅立叶是第一个推测出人类活动很可能对储存在大气层中的热量的多少产生影响的人,尽管他还不能非常确定其中的原理。

  19世纪50年代,英国科学家约翰·丁达尔的计算更接近了傅立叶的推断:大部分热量被水蒸气和二氧化碳吸收了,而这部分气体加起来仅占大气的1%。

  我们测量了以前封存在南极洲和格陵兰岛的气体,并通过气泡中的化学物质了解到这一点。实际上,这份关于大气层的冰封档案至少可以追溯到65万年前(早在我们能够准确计量时间的时候)。相比之下,今天的二氧化碳达到了前所未有的浓度值。