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地球上的森林增加1倍後會發生什麼?科學家:後果將難以承受
2021/12/24
2021/12/24

森林是地球的寶藏,除了給大量生物提供適宜的生態環境以外,森林還能夠不斷地吸收空氣中的二氧化碳,並釋放出我們生存所必需的氧氣,因此森林還有「地球之肺」的美譽。那麼森林是不是越多越好?地球的森林增加1倍後會發生什麼?對此科學家表示:森林並不是越多越好,如果這樣的事情真的發生了,那麼後果將難以承受。為什麼這麼說呢?下面我們就來講一下。

我們都知道,地球上的所有生物都是碳基生物,所以說碳這種元素對于地球上的生物至關重要,在地球上的碳元素並不是固定不變的,實際上它們一直在大氣圈、水圈、岩石圈以及生物圈中不斷地迴圈,我們先來簡單了解一下碳元素是怎麼在地球上迴圈的。

大氣層中的碳元素主要是以二氧化碳的形式存在,由于二氧化碳可溶于水,並且二氧化碳與水的反應是可逆的,因此碳元素就可以在大氣圈與水圈之間交換,它們之間會有一個動態的平衡,即二氧化碳溶解到水裡之後會形成碳酸,碳酸又會分解成二氧化碳回到大氣圈。需要注意的是,在這個過程中,水中的碳酸始終會有一小部分與水中的其他元素如鈣、鎂等產生反應生成碳酸鹽沉澱物,從而以這樣的形式不斷地進入了岩石圈。

除此之外,二氧化碳還會被能夠進行光合作用的生物吸收,從而進入生物圈,在生物圈裡的碳元素基本上都是以有機碳的形式存在,這些有機碳大部分都會在生物的生命歷程中重新轉化為二氧化碳釋放出來,比如說呼吸作用以及微生物的分解等,而少部分也會隨著地質活動進入岩石圈,並在這裡轉化為化石碳(即煤、石油以及天然氣)。

在自然狀態下,進入岩石圈的碳元素主要有兩種途徑重新回到地球表面,第一種是地質活動將富含碳元素的地層抬升到地球表面,碳元素會在風化作用下重新得到釋放,第二種卻是相反的情況,這些碳元素會因為地質沉降而進入地球的更深處,並在地球內部高溫高壓的環境中轉化為二氧化碳,在火山活動時,這些二氧化碳就會隨之釋放到地球表面,進入水圈和大氣圈。

在過去的研究工作中,科學家早已估量出地球碳元素的大致分佈,即:地球上的碳元素總量約為185億億噸,但只有4.35億億噸參與了地球的碳迴圈(其他的都鎖定在地球深處),其中岩石圈總量為3.7億億噸,占比85.1%、海洋總量為3900萬億噸,占比8.9%、陸地總量2000萬億噸,占比4.6%、大氣圈590萬億噸,占比1.4%。

經過了40多億年的演化,現在地球上的碳迴圈已經達成了上述的平衡狀態,它使得地球上的碳基生物都能夠在一個合適的生態環境中生存。而在地球上的森林增加1倍後,地球陸地碳元素總量就會增加1600萬億噸(森林生態系統佔據了陸地碳元素總量的大約80%),我們可以看到,這是一個巨大數字,假如這樣的事情真的發生了,那麼地球碳迴圈現有的平衡狀態就會遭到嚴重的破壞,生態環境也會隨之產生巨變,這對于地球上的碳基生物而言,很可能就意味著一場災難。到底會發生什麼呢?其實3.06億年前的地球早就給出了答案。

在大約3.77億年前,地球的陸地還是一整片,當時地球上發生了一次「超級地幔柱」事件,大量的二氧化碳從岩石圈裡釋放出來,在溫室效應的作用下,地球的氣溫出現了顯著的上升,在接下來的10萬裡,植物開始在地球陸地上出現。由于當時的地球溫暖而濕潤,並且大氣層中還有大量的二氧化碳,這些植物就在陸地上迅速地進化和蔓延,漸漸地在陸地上形成了大片的森林,在鼎盛的時期,超過90%的地球陸地都被鬱鬱蔥蔥的森林所覆蓋。

規模如此巨大的森林產生了大量的氧氣,使得當時地球大氣層的氧氣含量一度達到了45%(這是現代地球的兩倍)。這樣的環境對于動物而言就像是「天堂」一樣,在這段時期裡,甚至還出現了長達數米的巨型昆蟲,然而它們不知道的是,一場巨大的災難正在悄悄地醞釀。

枝繁葉茂的森林在不斷地吸收二氧化碳,而因為當時的地球上並沒有能夠分解木質素的微生物存在,這就導致了越來越多的碳元素被固定在植物裡無法進入碳迴圈。隨著大氣層中二氧化碳的持續減少,地球也因為失去了溫室氣體而迅速降溫,地球從此進入萬物凋零的「冰河時代」,在環境的巨變中,森林裡的植物大量地枯萎,生活其中的動物也紛紛消失。

然而更糟糕的事情還在後面,森林植物的殘枝敗葉因為「無人問津」而在地球表面堆積如山,它們中的大部分在漫長的時間裡還隨著地質沉降進入地下,然後形成了一層遍佈整個陸地的,平均厚度高達30米的煤層。

在這個時候的地球上到處都是易燃物,而且還有充足的氧氣,很容易發生巨大的火災。在3.06億年前的某一天,這場令人擔心的火災終于發生了,此次事件被稱為「石炭紀燃煤事件」,根據科學家的推測,這場大火是由火山運動的岩漿點燃了部分煤層所引發的,在當時的地球上,大約有一半的陸地都曾經被這場大火焚燒,地球上46%的物種因此而滅絕。

雖然現在地球上早已有了可以分解木質素的微生物,但是不可否認的是,在地球上的森林增加1倍後,地球的碳迴圈在短時間內必定會失去現有的平衡,那麼3.06億年前的地球上所發生的一切就可能會重現,對于我們人類來說,其後果將是難以承受的。因此可以說,森林並不是越多越好,合適就夠了。



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