第1个回答 2022-08-16
碳是宇宙中第四丰富的元素，是地球上所有生命的基础。
一方面，碳具有异乎寻常的灵活性，是形成蛋白质和DNA等复杂分子所必需的，是维持我们生存的关键成分，生命的自然演化也离不开碳；另一方面，碳有助于调节地球温度，二氧化碳作为一种温室气体，几乎能够吸收地面发出的所有长波辐射，部分会辐射回地面，维持地面温度不变。此外，碳是现代工业的一部分，来自远古植物和藻类的碳化合物构成了化石燃料，如煤和石油，是我们的主要能源。在推动全球经济发展的同时，也造成了一定程度上的碳排放。若大气中的碳过饱和，将造成温室效应，严重威胁人类生存和可持续发展。
碳循环的过程
碳循环描述的是碳原子不断地从大气到地球，然后再回到大气的过程。由于我们的地球和它的大气形成了一个封闭的环境，在这个系统中碳的数量不会改变。长期来看，碳循环似乎维持着一种平衡，阻止地球上所有的碳进入大气层或完全储存在岩石中。地球上的碳循环主要有短期和长期两种过程。
1 短期过程。
短期快速的碳循环主要是碳在地球上或生物圈中通过生命形式的运动。碳在生物学中扮演着重要的角色，许多有机分子含有碳原子及其结合成的长链和环。当链条断裂时，储存的能量就被释放出来，为所有生物提供了能量。
植物和浮游植物是快速碳循环的主要组成部分。植物和浮游生物利用来自太阳的能量，将通过细胞吸收的二氧化碳和水结合，形成糖和氧气。碳从植物中转移到大气主要包含以下几个过程：植物分解糖分以获得生长所需的能量；动物(包括人)吃植物或浮游生物，并分解植物中的糖以获得能量；植物和浮游生物的死亡和腐烂(被细菌吃掉)。这些反应中释放的二氧化碳最终会进入大气。
2 长期过程。
在缓慢的碳循环中，通过一系列的化学反应和构造活动，碳需要1-2亿年的时间在岩石、土壤、海洋和大气之间循环（平均每年有1013到1014克）。碳从大气到岩石圈的运动始于降雨：大气中的二氧化碳与水结合形成碳酸，这种弱酸以降雨的形式落在地表，溶解岩石并产生钙、镁、钾或钠离子。这些离子在海洋中与碳酸氢盐离子结合形成碳酸盐。海洋中大多数碳酸钙是由钙化的生物(如珊瑚)和浮游生物产生的，在生物死后，会沉入海底。
随着时间的推移，层层的贝壳和沉积物被粘合在一起，变成岩石，将碳储存在石灰岩及其衍生物中。来自生物的有机碳，则被埋在泥层中，随着时间的推移会形成沉积岩。在特殊情况下，当死亡的植物物质积累的速度比腐烂的速度快时，有机碳层就会变成石油、煤炭或天然气。这种缓慢的循环将碳通过火山或燃烧返回到大气中，再次开始循环。