2009 年12月底，在哥本哈根召開的聯合國氣候變化大會上，直到閉幕一刻，也未能在發達國家中期減排目標的問題上取得任何進展，碳排放分配所觸動到的國家利益成為了絆腳石。

在一些科學家看來，這樣的結局并不難預料，倒是“改變地球”的預想多少有些硬傷，因為它的關鍵前提是認為人類可以通過減排和低碳的方式來影響氣候。問題在于：這樣的命題成立否?人類在多大程度上可以改變地球?此刻，或許地質學家的觀點更為客觀。在他們看來，地球上的碳元素分別以不同的形態分布于地球表層的大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈系統中，碳循環就是發生在四個圈層之間碳元素的相互轉換、運移的過程。只要能夠找到有效途徑，將我們認為過剩的碳從一個系統轉移到另一個系統中，那么人類改變全球環境與氣候的假設就不難成立。

碳酸鹽巖——地球最大、最活躍的碳庫

地球存在已有46億年之久，地球大氣的演變經歷了三個階段：原始大氣、次生大氣和現代大氣。原始大氣的主要成分是氫和氦;次生大氣的主要成分是水、二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等，與現代的火星有類似之處，其二氧化碳的濃度高達25%以上;現代大氣的主要成分是氮和氧，二氧化碳濃度僅為 0.03%~0.04%。地球大氣中如此巨量的二氧化碳去了哪里?經過地質學家長期的調查研究，認為地球上的碳主要以有機碳和無機碳的形式存在。其中賦存于頁巖、碳酸鹽巖中的分散微粒有機碳占比很小，而現代地球上最大的碳庫實為儲存在碳酸鹽巖中的高達61×1015tC的無機碳，其碳量占全球總碳量的 99.55%。這也就解釋了二氧化碳的去向問題：古老的硅酸鹽巖與地球大氣中二氧化碳和水反應，產生碳酸鹽巖沉積、有機碳和氧氣，即碳匯效應。伴隨著氧氣的出現和二氧化碳的減少，地球，這個原本沉默的星球才得以慢慢變成一個巨大的生命體。

碳酸鹽巖在地質學中被歸類為可溶巖，即可以在雨水作用下發生溶解的巖石。大量的野外和室內模擬結果顯示，碳酸鹽巖的溶解過程是十分敏感和快速的，巖溶地下洞穴中大量石筍、鐘乳石的沉積，就能充分說明這一點。石筍、鐘乳石的沉積是雨水對可溶巖的溶解，隨水流至洞穴，因飽和或過飽和的巖溶水在運移過程中條件的改變，水體中部分二氧化碳溢出，重新變成碳酸鈣沉積而成，洞穴頂板的厚度常常為幾米甚至到幾百米不等，洞內形成石筍的滴水對地表降雨的響應時間最短可以不足1小時。同時，水體中無機碳的濃度變化會隨著地表溫度、降雨、植被、土壤情況的變化而變化。這一過程悄無聲息，但效果驚人。長年的測試結果表明：只桂林片區就因土下石灰巖的溶解過程，使得土壤向大氣釋放二氧化碳的年通量降低 25%。

碳酸鹽巖溶解——沉默而驚人的碳匯效應

大氣中溫室氣體如二氧化碳濃度的升高被認為是全球氣候變暖的最主要因素。全球氣候模型顯示，大氣中二氧化碳體積分數每上升1倍，則大氣溫度將上升6℃。而通過對大氣二氧化碳的長期監測表明，大氣二氧化碳濃度在工業革命時期，開始呈現持續的上漲，即人類對化石燃料的大量使用，將埋藏在巖石圈中的有機碳燃燒成大氣圈里的二氧化碳，成為地球變暖的“罪魁禍首”。

為應對氣候變化，1992年6月4日在巴西里約熱內盧舉行的聯合國環境發展大會上通過了第一個全面控制二氧化碳等溫室氣體排放的國際公約——《聯合國氣候變化框架公約》(以下簡稱《公約》)。1995年至今，《公約》規定每年召開一次締約方會議，提出了一系列緩解大氣升溫的措施，包括二氧化碳減排、植樹造林、二氧化碳回收等措施。

《公約》中大力倡導的植樹造林是基于綠色植物的光合作用，將 大氣中的二氧化碳與水結合形成植物體，從而完成的“看得見、摸得著”的碳匯過程。這一過程通俗來說，就是把本應釋放到大氣中的碳給固定住。最常被提到的碳匯形式 通常就是森林碳匯。除此之外， 還包含藻類碳匯、海洋碳匯、巖石碳匯、漁業碳匯，等等。植物光合作用過程，將大氣中的二氧化碳轉移到生物圈中，被認為對緩解地球變暖有良好效果。那么，與之相比，巖溶作用將大氣中的二氧化碳轉移到水圈中，是否也能產生足夠大的碳匯效應，對地球變暖產生有效緩解作用呢?

巖溶作用將大氣中的二氧化 碳轉移到水圈中，是否也能產生足夠大的碳 匯效應，對地球變 暖產生有效緩解作用呢?#e#

根據我國1981年至2000年間的統計 ,森林、灌草、陸地植被年均碳匯通量分別為0.075PgC/a、0.019PgC/a和0.101PgC/a，而基于九大水流域數據的估算，中國碳酸鹽巖溶解的過程中產生的碳匯通量為0.03~0.072 PgC/a，取中間值0.051PgC/a與上述三種碳匯方式對比，即碳酸鹽巖溶解的碳匯通量分別是陸地植被的 50.5%、森林的 68%、灌草叢的2.68倍。換個更為形象的角度，中國陸地植被年碳匯通量相當于同期中國工業二氧化碳排放量的 15.35%，則碳酸鹽巖溶解產生碳通量相當于排放量的7.75%。

對全球而言，植物的光合作用將消耗大氣二氧化碳。每年陸地森林生態系統將產生1.71PgC/a 的凈碳匯通量，土壤有機碳庫可產生凈碳通量0.80PgC/a;全球碳酸鹽巖溶解轉移碳匯通量為0.55PgC/a，這一數值相當于全球森林碳匯通量的33%、土壤碳匯通量的70%，相當于全球化石燃料排放碳量的7.80%。

與植物碳匯不同的是，由于碳酸鹽巖溶解過程是以清潔、透明的 巖溶水的形式存在，肉眼無法察覺，只有通過專門的儀器設備才能監測到，故而，碳酸鹽巖溶解產生的碳匯過程也被稱為靜悄悄卻有大作為的碳匯。