作者：晴空一鹤 油趣网oilfun.com
二氧化碳有糟糕的一面。我们不能没有它（善—它是光合过程的一部分），但我们打乱了它被消耗太少和产生太多（恶）之间的平衡。我承担了一些责任：我驾驶一辆汽车（出于必要），经常带孩子划小船（儿子真的很喜欢），使用燃气灶（试图心血来潮时露一手最拿手的烹饪），使用几个草坪/果园割草机（也是必要的，以保持我们的小花园里没有杂草），并全家每年策划几次国内旅行和国外旅行（这是放松心灵的必要）。我想我们都有自己的生活哲学、方式和轨迹（大部分都不同），但我知道我的小花园消耗掉的那点二氧化碳，被我这些活动的碳轨迹抵消了。
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碳移动通过一个大循环。该循环实际上相当复杂，如果考虑全部过程的话，需要10万年之久，其中碳通过大气（主要是二氧化碳和甲烷），生物圈（包括我们），地壳和地幔（即土壤，岩石，岩浆）和海洋。在整个人类的时间表上，通过这些系统的碳交换可以相当快地进行，然后生生不息的循环下去。
气候变化往往集中在海洋—大气部分的碳循环，可能是因为它是最明显的，也因为它是在短期内（往往只需要几代人）最有可能影响我们人类的生活。然而，碳循环的重要部分还包括可能需要很长时间的过程，例如在数百万年中碳，岩石和流体通过地壳和地幔的再循环，这通过形成新的地层外壳来完成，例如通过火山。碳也被储存或螯合为岩石（煤等）和流体（碳氢化合物）。
海洋—大气交换
CO2在水中被快速吸收。你可以在苏打或者泡沫饮料的制造过程中看到这些。当您打开一瓶苏打水时，CO2作为气泡释放。如果你把瓶盖放回气泡会持续一段时间，但逐渐减少，直到所有的泡沫停止。这是空气空间中的CO2压力与水中的CO2压力平衡的结果。这时并不意味着瓶子中的空气和水之间没有CO2的交换，而是进入或排出的CO2的量是相同的，维持了一个动态的平衡。
海洋和大气之间的交换约占空气中二氧化碳的43％。然而，我们需要记住，交流不是一个单向的旅程。在两种二氧化碳源（大气和海洋）之间存在近似的平衡，这意味着有大量的二氧化碳进入大气，同时有二氧化碳进入海洋。这种平衡可能会被打乱，但即使这种情况发生，大气—海洋系统的趋势是建立和保持一种新的平衡。
海洋—大气交换的相杀相爱故事中涉及的一些其他因素是：
1、当CO2与海水交换时，其中一些在水中保持为CO2（它被吸收），并且其中一些在化学反应期间溶解形成以下产物：H 2 CO 3（碳酸—弱酸），HCO 3 （碳酸酯），H +（酸）。当方解石和文石沉淀（来源于生物的壳，骨架等）时，碳自身被从海水中除去。在正常条件下，这些化学组分之间存在平衡，使得在海水中酸度指数PH值保持在约8.2即微碱性（中性酸碱值为7）。换句话说，海水中的碳的化学作用是缓冲（维持）PH值。
2、CO2被吸收或溶解到海洋表层水中。这些水需要时间与更深的海洋水层混合。事实上，一些深层海洋循环系统可能需要几百年才能移动到更浅的深度。这意味着有相当多的“较旧”深水可能包含在这个过程发生前的高浓度的二氧化碳。例如，就像海洋酸化正在发生的过程那样，它不会同时影响所有浅水和深海水块。“均质化”海洋PH值可能需要多长时间是未知的。
3、冷水比温水吸收更多的二氧化碳。随着冰盖融化，流出的冷水将会具有比暖水携带更高的CO2浓度，尤其是在热带地区。这些不同CO2浓度的地理分布将取决于洋流和海洋混合情况。混合情况对海洋酸度的短期和长期影响目前还不太清楚，尽管有一些证据表明浅层大堡礁水域的PH略有降低。
火山：回收站
CO2是火山岩的常见组分。美国地质调查局估计，陆地和海底火山每年贡献约2亿吨二氧化碳。火山喷出的二氧化碳溶解在地壳和地幔深处的岩浆中。像苏打水瓶实验一样，当气体上升到表面并且气体压力降低时，气体从岩浆中释放出来。最突出的海底火山系统是海洋中部山脊，或者是由上升的岩浆形成的新的地壳的蔓延山脊。大量的CO2从那里被释放进入海水。这些CO2中的一些还将与由上升的岩浆产生的新岩石发生化学反应，并且这些CO2+水+岩石的反应还能够从海水中去除一些碳。
USGS计算的CO2体积可能被低估，因为还发现CO2也可以通过这些大的线性裂缝释放，而不仅仅是火山喷发口本身。
碳储存
海洋中碳和二氧化碳的天然沉淀，是作为方解石或霰石的碳酸钙形成，其由生物体例如浮游生物，某些类型的藻类，贝类，珊瑚，苔藓虫和爬行或游行类小动物沉淀。当方解石或文石形成时，其中的化学反应能从海水中去除CO2。
在长时间（1000至数百万年）中，死去生物的外壳—骨骼等积聚在海底，被埋藏并硬化成石灰石。我们今天看到的大部分石灰石可作为巨大的碳储存设施—它们具有隔离碳的作用。
一个类似的过程发生在积累在沼泽和沼泽土地的植物，被埋葬几百万年并转换成煤炭，碳氢化合物（石油和天然气）也是有机碳的长期螯合的结果。在现代，土壤隔绝由植物和微生物们使用的碳的步伐更快了。
永久冻土—更脆弱的固碳系统
北极的永久冻土覆盖北半球陆地面积的24％左右，它同时也在海底下延伸。永久冻土由冰，冻土和沉积物组成。虽然一些二氧化碳存在于冰中，大多数永冻层的碳被锁定在冷冻的有机物质中。冻土熔化后有释放碳的潜力，而一些碳将被土壤微生物和植物消耗，一些将作为CO2和甲烷CH 4释放，这取决于微生物的代谢。地下水的化学物质也可随着CO2和阳离子如钙或硫酸盐的释放而改变。事实上，像北冰洋的Yukon和MacKenzie河水的化学物质，由于永冻层融化的增加，似乎正在经历一些变化。
后话
关于气候变化的争论，无论是支持达成全球协议还是否认，都包含了一方面是意识形态和政治立场，另一方面是科学立场。意识形态的立场，无论是何种类型，除了提供人们的感情宣泄以外贡献很少。最终，关于科学的真实性的问题将由科学回答。
据美国地质调查局统计，2013年，人类向大气—海洋系统添加了36亿吨二氧化碳;这是一个巨大的体积。它似乎使来自火山，土壤，生物体等的天然二氧化碳输入量相形见绌。
如果我们用一句话来描述当前的问题，那就是二氧化碳排放到大气—海洋系统的速度远远大于二氧化碳可被所有自然过程消耗或封存的速度。这是否意味着气候会改变？无论人们对气候变化的立场如何，让科学继续收集能够测试假设和理论的真实性的数据似乎是显而易见的。毕竟，我们中的大多数人都会有子孙，我们都想要更确定留给他们一个什么样的世界。
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