有生命的物质都含碳,让我们来认识一下碳的历史吧。
先从碳在地壳中的经历说起。以之前的研究来看,碳开始时是存在于熔化的岩浆中。这种岩浆在地底和岩脉中凝成各种岩石,在这些岩石中碳有时候聚集成片状或球状石墨,有时会生成昂贵的金刚石。但大部分碳在凝固过程中跑掉了,有的以碳化物或烃类的形式从岩脉中升上来,有的与氧化合成二氧化碳升到空中。
我们知道,地下深处的硅酸是不能将二氧化碳变成碳酸盐的,因为在我们已知的各种火成岩中,没有一种重要矿物含有二氧化碳。火成岩只能把二氧化碳困在岩石空隙中。留在空隙中的二氧化碳含量很多,是大气含量的5~6倍。不仅是活火山地区,甚至是早已熄灭的死火山地区,地下也常有二氧化碳喷出地面,或是与水混合变成碳酸矿泉。这种矿泉可以用来治病,所以常常有疗养院或水疗院开设在矿泉附近,比如高加索。二氧化碳在这种水中是过饱和的,所以经常有二氧化碳气泡冒出来,让人看了以为是水在沸腾。
北爱尔兰巨人堤道,6000万年前太古时代火山喷发后熔岩冷却凝固而形成。
如果你到乌拉尔,你是找不到这种碳酸矿泉的。因为乌拉尔山脉的隆起时间早于高加索山脉,所以乌拉尔山脉形成时地底下的岩石早已凝固了。至于高加索山脉,它的地底深处还保留着热源,热源附近的岩石,比如白垩岩和石灰岩,都含有二氧化碳。这些岩石在热力作用下会部分分解,从而释放出二氧化碳,二氧化碳遇见矿水后便会溶于水中形成碳酸矿泉,矿泉则会顺着地层裂缝涌向地面。
还有一种情况是地底压力太大,二氧化碳气流喷出速度很快,以至于气流会在喷口四周生成云雾般的固态二氧化碳。这种固态二氧化碳也叫干冰,可以用于工业生产。
干冰
地质史上存在这样的时代,那时候火山运动剧烈,大量二氧化碳被喷出。哪怕现在,活火山爆发依然是喷出大量二氧化碳,比如维苏威火山、埃特纳火山、阿拉斯加的卡特迈火山等。二氧化碳被喷出后参与了许多化学变化,比如可以腐蚀金属,可以与钙和镁化合生成石灰岩和白云岩,可以进入江河湖海参与构建生物外壳,珊瑚虫的躯体成分就是碳酸盐。我们不可能把二氧化碳参与的所有变化都讲出来,那太繁杂了。我只能说,碳不但可以影响地面上的气候,还对整个生物界的进化过程有着举足轻重的影响。