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碳元素，在元素周期表排第六，看似平平无奇，其实无处不在。你的呼吸里有它，你的头发、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。 孩子写作业的铅笔芯里有它，乌黑的煤炭、闪耀的钻石里，也都有它。环顾四周，碳真的无处不在：打开一本书，纸张、油墨、胶水里有它；观察一个人，他脚上的皮鞋、身上的衣服、衣服中的合成纤维和彩色染料，甚至拉链里都有它；走进一间房，房间里的地毯、墙壁上的油漆、木制的衣柜、抛光的大理石有它；还有那些生活中的必需品，天然气、汽油等各种燃料，黏合剂、润滑剂、阿司匹林、尼古丁和咖啡因，以及几乎所有你服用过的药物……何处无“碳迹”？我们每个人从出生到死亡，碳如影随形，贯穿了我们所有的生活场景和轨迹。 自然界中，二氧化碳是光合作用的重要原料。在能源、工业和新兴高科技领域，碳发挥着重要的作用。碳是众多材料的组成元素，这些材料具有不同的特性，造福着人类社会的方方面面。 碳不仅仅是构成物质的静态元素，它还能够跨越浩瀚的时空，提供最为关键的化学联系，帮助我们理解宇宙演化的奥秘。在近46亿年里，地球不断演化，生命不停进化，塑造出丰富多彩的图案，这个过程伴随着无尽的化学反应，让人为之着迷，却又满怀疑惑。伴随着地球的演化，包含碳元素的矿物也进行着协同演化，其多样性和丰富性的日益增长，目前全球已发现的含碳矿物有468种，比如大家熟知的方解石、白云石、孔雀石、蓝铜矿等。 让我们将视角放大至浩瀚宇宙，地球上每时每刻都在进行着一场宏伟的碳循环——在我们人类肉眼看不见的地方。碳原子在储库之间不断移动——在海洋和大气之间交换位置，通过板块构造进入地球内部，并通过数百座活火山释放的高温气体回到地表。数百万年来，这种深部碳循环一直保持着一种稳定的平衡，也对人类的生活产生了独一无二的影响。我们完全有理由相信，对碳元素的研究将为我们提供一些宇宙重大命题的答案——如地球万物从何而来？最终会变成什么样子？ 稳定的平衡只是相对而言，事实上，人类活动也无时不在影响和改变着这种平衡。在过去的200年里，人类开采了数千亿吨富含碳元素的煤和石油，目前每年这些燃料的燃烧会向大气中排放约400亿吨二氧化碳，这个数量是世界上所有火山二氧化碳排放量的1000倍。人类的活动彻底打破了碳循环的平衡。 2020年，我国首次提出“双碳”目标，承诺力争二氧化碳排放2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。为了支撑实现“双碳”目标，从国家到地方，全社会各个领域都开始行动。 “双碳”是一个硬性指标，这一目标的实现将有利于确保我国能源的独立和安全。然而，碳排放受诸多因素影响，比如经济发展、能源利用、技术水平、产业结构等，其根本还是化石燃料的使用量过大，这主要是由于化石燃料燃烧会释放出大量的二氧化碳、甲烷等温室气体。这是全世界各国面对的共同难题，研发二氧化碳减排以及碳捕集、利用与封存技术（CCUS）成为当前国际迫切需要解决的问题，唯有这样，才能彻底摆脱化石能源依赖，从源头上消除碳排放。 最后想向大家推荐一本书——《碳如何玩转地球》。这本书是乔治梅森大学地球科学教授罗伯特·哈森（Robert M. Hazen）的最新力作，也是深碳观测计划（Deep Carbon Observa-tory，简称DCO）项目的一部分。如果你对碳的起源、碳的循环及碳的应用等诸多科学问题还有好奇，那这本书不失为一本有趣的科普读物。 （本文由中国地质科学院地质研究所副研究员董汉文口述，《中国自然资源报》记者杨旋采访整理） |
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