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為什麼是碳?碳文明與碳毀滅 The Carbon Age: how life’s core element has come civilization’s greatest threat

為什麼是碳?碳文明與碳毀滅

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9789862620212
吳妍儀
貓頭鷹
2010年3月12日
117.00  元
HK$ 99.45
省下 $17.55
 
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* 叢書系列:貓頭鷹書房
* 規格:平裝 / 320頁 / 14.8*21.0 cm / 普級 / 單色印刷 / 初版
* 出版地:台灣


貓頭鷹書房


自然科普 > 動物/植物 > 生態/動物行為








  諾貝爾化學獎得主霍夫曼說:
  碳的故事是一趟刺激的旅程,羅斯頓則是一個超級說書人。

  地球愈來愈熱、海平面不斷上升、氣候異常……為了因應全球暖化危機,大家都在呼籲節能減碳,「京都協議書」明確要求各國控制碳的排放量。為什麼是碳而不是其他元素呢?全球暖化到底和碳有什麼關係呢?碳足跡、碳旅程、碳稅……為什麼談到環境、生態,講的都是碳?

  原因可能讓人很難想像,因為整個地球文明就是一個以「碳」為基礎的碳基文明。

  最早出現在地球的微生物,就是因為碳而存活、複製自身。而二氧化碳在地球形成之初就像溫室般,保存了太陽照到地球的熱量,讓生命得以滋長。更不必說原始人透過燃燒木材──一種碳和氧結合的過程──煮熟食物、冶煉金屬,碳不只是生命最重要的元素,也是人類跨入文明史的第一步。

  地球大氣中的碳元素透過植物、雨水等方式,被帶到生命和土壤中,而生物的呼吸,也排放出透過食物而攝取的碳排放回大氣中。這樣的碳循環,在工業時期遭到了嚴重的破壞。人類需要更多的碳提供工業動力,深埋地下九千萬年的碳終於透過燃燒而擴散至大氣中,地球經過四十億年才形成的二氣化碳循環速度,如今加快了一百倍之多!大氣中的二氧化碳含量更多了,被保存在地表的熱量也更多了。

  更讓人吃驚的是,碳不是地球自己製造的元素。碳是歷經數十億年宇宙恆星生生滅滅,才終於誕生的化學元素。從碳的形成,到地球文明的誕生,這中間實在是一段千古神妙的機緣。

  碳造就了地球的生命基礎,碳也是人類文明大躍進的重要元素,凡舉燃料、醫學,乃至於奈米碳管在電晶體上的新應用,沒有碳,就沒有我們今日的文明。然而,這造就我們文明的元素,如今卻也威脅著我們的生存。

  作者以說故事的方式,將碳在宇宙生成之初對形成生命及後繼生命維持的重性做了詳盡的介紹,此外也一一告訴我們碳在人類文明中重要里程碑的故事。想要了解我們生命和文明最重要的元素,這本書你一定得讀;想要了解今日我們全球所共同面對的暖化危機,這本書你更不能錯過。

作者簡介

羅斯頓 Eric Roston

  曾在「時代」雜誌當了六年的科技、科學政策和能源議題報導撰稿人。曾參與「時代」九一一特別增刊撰稿,並以這期增刊贏得了二○○二年美國國家雜誌獎。本書是他第一次綜合性將影響全球氣候最根本因素──碳──的歷史做全面性闡述。用深入淺出的方式寫作,有如在聽著一部宇宙、地球、碳和人類文明史的史詩。在人類生存受到全球暖化威脅的情況下,本書在國外各大媒體都獲得如雷的掌聲。

譯者簡介

吳妍儀

  台灣大學哲學系、中正大學哲學研究所畢業。曾任出版社編輯。譯有《地球大百科》(合譯)、《星際大戰佛部曲》和《我們為什麼要浪費時間睡覺》等書。


推薦序 碳的故事  汪中和
前言 碳是生命中無所不在的建築設計師

第一部 自然界

第一章 大霹靂之後的碳
第二章 碳和生命起源
第三章 分子化石與溫室大崩潰
第四章 獵食者、防禦與海洋的碳循環
第五章 二氧化碳與生命之樹
第六章 體內的一把火

第二部 非自然界

第七章 碳與汽車
第八章 碳科學中的藝術
第九章 比子彈還快的碳防彈衣
第十章 人類與碳循環的百倍加速
第十一章 生物燃料的潛力
第十二章 沒有碳的文明?


推薦序

碳的故事

中央研究院地球科學研究所研究員 汪中和

  ”碳”是生命的基礎元素之一。它與水一樣,是造物主雕塑大地的主要組成元素,也是生命中不可或缺的原料;”碳”是地球這個大家庭中忠實的一份子,總是默默地盡著自己的本份,提供大家的需要,在平凡中顯露它的不凡。

  老子曾這樣描述水:”上善若水。水善利萬物而不爭,處眾人之所惡,故幾於道。居善地,心善淵,與善仁,言善信,政善治,事善能,動善時。夫唯不爭,故無尤。”借用這些話,用來讚美”碳”的功能,也是一樣貼切。

  我研究生涯從研究生的日子開始,就與”碳”結了不解緣。在玻璃管滿布的實驗室裡,我們利用各種地質材料裡的”碳、氫、氧”的同位素組成變化(像分辨孿生兄弟間的微小差異),盡情探索地球的奧祕,驚詫大自然的奇妙。

  當讀到羅斯頓的這本書時,就好像在回顧一個家人過往生活的點點滴滴,是那麼熟悉,又十分親切。羅斯頓的確是一個寫故事的高手,不,應該說是寫傳記的好手。他把”碳”的出生、成長,它的特徵,它的優異,利用時空穿梭機,一一向我們娓娓道來,既生動又活潑。

  讀這本書,好像觀看張大千所畫的長江萬里圖,氣勢磅”,變化萬千。地球從洪荒混沌中,歷經千辛萬苦孕育出生命,從前寒武紀的簡單、原始,再一路經由古生代、中生代、新生代的層層演進,終於造成今日豐富多彩的生命繁華。人類只不過是這個漫長歷程中最後踏進來的一份子,卻得天獨厚的享受著已經準備好的一切豐盛,我們是多麼的幸運!

  很不幸的是,由於工業革命的發展,人類的貪婪自私,我們正以前所未有的奢侈,揮霍著大地億萬年來為我們儲蓄的資源,”碳”就是其中最關鍵的一項。遠古以來,安靜深埋在地層裡、儲藏在森林中的含碳資源,正快速的被我們毫不留情的開發燃燒,釋放到大氣層中,將原本調配得非常精準的大氣組成,一下子全然改觀。

  過去二百萬年來,地球表面海陸的分布,經過恐龍時代以來的劇烈變遷,終於塵埃落定。氣候的冷暖交替,主要由地球與太陽之間的相對位置來制約,因著地球繞著太陽公轉軌道的變動,以及地軸的傾斜與擺動,氣候變化以十萬年的周期在寒冷的冰期和溫暖的間冰期之間循環擺盪。

  隨著氣候在冷暖之間上下波動,地球大氣層裡的溫室氣體含量也高低起伏,二氧化碳就是其中主要的角色。如今我們知道,氣候溫暖時(間冰期),大氣層中的二氧化碳含量大約是二八○ppm;氣候寒冷時(冰期),大氣層中的二氧化碳含量大約只有一八○ppm。

  原來地球有一個神祕的自我調節機制,藉著大氣層裡的溫室氣體含量的多寡,搭配天文軌道的遠近變動,讓地球表面有個不會太冷,也不會太熱的生態環境。冷熱的交替,就像季節的變換、日夜的更迭一樣,是大地及萬物休養生息的必要過程。

  然而,自從工業革命以來,短短的二百多年裡,我們在大氣層中增加了超過一○○ppm的二氧化碳;以前,要達到這樣的增加量需要一萬年以上的時間。如今,我們像在進行一個可怕的科學實驗,將自然界的增加率升高了百倍以上,看看地球能忍受的限度是多少。

  地球為了因應這麼快速的改變,也手忙腳亂地想盡辦法調節因溫室氣體大量累積所造成的熱能失衡;因此,大氣的流動、海洋的運行、地殼的作用也以前所未有的幅度在相互運作調節。好像一個家庭的母親,正努力收拾一群任性孩子頑皮搗蛋所闖的禍。

  如今,我們在世界各處所看到的極端氣候變化,此起彼落的自然災害,都是自己恣意妄為所造成的惡果。原本地球應該開始邁向下一個冰期的循環周期,因為我們的錯誤,卻反向朝著更高溫的方向加速前進。地球花了八千萬年的時間且好不容易降下來的溫度,照目前的趨勢看來,我們很有可能在二、三百年的時間裡,就回復到恐龍時代高溫潮濕的場景。

  回顧過去,認清現在,才能掌握住正確的未來。這本書真是一本好書,可以幫助我們認清人類所面臨深沉危機的起源與本質。我們真的需要改變了,改變要從我們自己開始。願讀者都能藉這本書的啟發,了解我們當前的險惡情勢,從深切反省中,帶出正確有效的行動,認真關懷我們的大地環境,積極拯救我們自己的未來。祝福大家!

汪中和

  現為中央研究院地球科學研究所研究員。美國夏威夷州立大學地質及地球物理系博士,專長領域為全球暖化及台灣環境變化、同位素水文學及台灣水文變化、同位素地球化學。曾任教於國立台灣大學、國立政治大學及國立中央大學,也是美國地球物理聯盟、美國地球化學學會、中國地質學會、中國貝類學會會員。




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