這兩年，大家對(duì)碳耳熟能詳，碳排放、碳中和，在一些領(lǐng)域言必稱“雙碳”，可是你真正了解碳嗎？

自然界碳循環(huán)示意圖

碳元素，在元素周期表排第六，看似平平無(wú)奇，其實(shí)無(wú)處不在。你的呼吸里有它，你的頭發(fā)、肌肉、骨骼里有它，甚至你吃的每一口食物、喝的每一口啤酒都有它。

孩子寫作業(yè)的鉛筆芯里有它，烏黑的煤炭、閃耀的鉆石里，也都有它。環(huán)顧四周，碳真的無(wú)處不在：打開(kāi)一本書，紙張、油墨、膠水里有它；觀察一個(gè)人，他腳上的皮鞋、身上的衣服、衣服中的合成纖維和彩色染料，甚至拉鏈里都有它；走進(jìn)一間房，房間里的地毯、墻壁上的油漆、木制的衣柜、拋光的大理石有它；還有那些生活中的必需品，天然氣、汽油等各種燃料，黏合劑、潤(rùn)滑劑、阿司匹林、尼古丁和咖啡因，以及幾乎所有你服用過(guò)的藥物……何處無(wú)“碳跡”？我們每個(gè)人從出生到死亡，碳如影隨形，貫穿了我們所有的生活場(chǎng)景和軌跡。

自然界中，二氧化碳是光合作用的重要原料。在能源、工業(yè)和新興高科技領(lǐng)域，碳發(fā)揮著重要的作用。碳是眾多材料的組成元素，這些材料具有不同的特性，造福著人類社會(huì)的方方面面。

碳不僅僅是構(gòu)成物質(zhì)的靜態(tài)元素，它還能夠跨越浩瀚的時(shí)空，提供最為關(guān)鍵的化學(xué)聯(lián)系，幫助我們理解宇宙演化的奧秘。在近46億年里，地球不斷演化，生命不停進(jìn)化，塑造出豐富多彩的圖案，這個(gè)過(guò)程伴隨著無(wú)盡的化學(xué)反應(yīng)，讓人為之著迷，卻又滿懷疑惑。伴隨著地球的演化，包含碳元素的礦物也進(jìn)行著協(xié)同演化，其多樣性和豐富性的日益增長(zhǎng)，目前全球已發(fā)現(xiàn)的含碳礦物有468種，比如大家熟知的方解石、白云石、孔雀石、藍(lán)銅礦等。

讓我們將視角放大至浩瀚宇宙，地球上每時(shí)每刻都在進(jìn)行著一場(chǎng)宏偉的碳循環(huán)——在我們?nèi)祟惾庋劭床灰?jiàn)的地方。碳原子在儲(chǔ)庫(kù)之間不斷移動(dòng)——在海洋和大氣之間交換位置，通過(guò)板塊構(gòu)造進(jìn)入地球內(nèi)部，并通過(guò)數(shù)百座活火山釋放的高溫氣體回到地表。數(shù)百萬(wàn)年來(lái)，這種深部碳循環(huán)一直保持著一種穩(wěn)定的平衡，也對(duì)人類的生活產(chǎn)生了獨(dú)一無(wú)二的影響。我們完全有理由相信，對(duì)碳元素的研究將為我們提供一些宇宙重大命題的答案——如地球萬(wàn)物從何而來(lái)？最終會(huì)變成什么樣子？

穩(wěn)定的平衡只是相對(duì)而言，事實(shí)上，人類活動(dòng)也無(wú)時(shí)不在影響和改變著這種平衡。在過(guò)去的200年里，人類開(kāi)采了數(shù)千億噸富含碳元素的煤和石油，目前每年這些燃料的燃燒會(huì)向大氣中排放約400億噸二氧化碳，這個(gè)數(shù)量是世界上所有火山二氧化碳排放量的1000倍。人類的活動(dòng)徹底打破了碳循環(huán)的平衡。

2020年，我國(guó)首次提出“雙碳”目標(biāo)，承諾力爭(zhēng)二氧化碳排放2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為了支撐實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，從國(guó)家到地方，全社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都開(kāi)始行動(dòng)。

“雙碳”是一個(gè)硬性指標(biāo)，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)將有利于確保我國(guó)能源的獨(dú)立和安全。然而，碳排放受諸多因素影響，比如經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源利用、技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等，其根本還是化石燃料的使用量過(guò)大，這主要是由于化石燃料燃燒會(huì)釋放出大量的二氧化碳、甲烷等溫室氣體。這是全世界各國(guó)面對(duì)的共同難題，研發(fā)二氧化碳減排以及碳捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS）成為當(dāng)前國(guó)際迫切需要解決的問(wèn)題，唯有這樣，才能徹底擺脫化石能源依賴，從源頭上消除碳排放。

最后想向大家推薦一本書——《碳如何玩轉(zhuǎn)地球》。這本書是喬治梅森大學(xué)地球科學(xué)教授羅伯特·哈森（Robert M. Hazen）的最新力作，也是深碳觀測(cè)計(jì)劃（Deep Carbon Observa-tory，簡(jiǎn)稱DCO）項(xiàng)目的一部分。如果你對(duì)碳的起源、碳的循環(huán)及碳的應(yīng)用等諸多科學(xué)問(wèn)題還有好奇，那這本書不失為一本有趣的科普讀物。

（本文由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所副研究員董漢文口述，《中國(guó)自然資源報(bào)》記者楊旋采訪整理）

來(lái)源：中國(guó)自然資源報(bào)