碳如何玩轉(zhuǎn)地球
——從萬物起源到現(xiàn)代文明

董漢文, 曾令森.譯.2022.碳如何玩轉(zhuǎn)地球——從萬物起源到現(xiàn)代文明.江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社：1～276.

本書是由斯隆基金會(the Sloan Foundation)資助的深碳觀測計劃(Deep Carbon Observatory，簡稱DCO)項目的一部分，該項目由哈森擔(dān)任首席科學(xué)家，旨在召集世界各地不同領(lǐng)域的科學(xué)家，共同解決地球上碳的奧秘。這本書是羅伯特·哈森(Robert M.Hazen)的最新力作，原著名稱為《Symphony in C：Carbon and the Evolution of(Almost)Everything》。

哈森是美國卡內(nèi)基研究所高級研究員、喬治梅森大學(xué)地球科學(xué)教授，曾任美國礦物學(xué)學(xué)會主席，并作為首席研究員主持了深碳觀測計劃(Deep Carbon Observatory，簡稱DCO)。哈森先后獲得麻省理工學(xué)院地質(zhì)學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位、哈佛大學(xué)地球科學(xué)博士學(xué)位。截至目前，他已公開發(fā)表400多篇文章、出版25部書。不僅如此，他還非常熱衷向公眾傳播科學(xué)，而且形式多樣，如廣播、電視、公共講座和視頻課程等，為此還獲得了美國礦物學(xué)學(xué)會獎及其杰出公眾傳播獎等獎項。

在本書中，作者巧妙地將自己對碳科學(xué)的理解與管弦樂背景相結(jié)合，對整本書進(jìn)行了巧妙的編排。為了構(gòu)建一個連貫的框架，他想到古希臘關(guān)于世界物質(zhì)組成的“四大元素說”，即土、氣、火和水。每一種元素都有其特性，每一種都是宇宙不可或缺的組成部分，但都是所有物質(zhì)創(chuàng)造的源泉。在元素周期表的原子中，僅有碳元素表現(xiàn)出“土、氣、火和水”這四種經(jīng)典元素不同的特征，這為整本書提供了一個“四樂章”框架。正如一支交響樂，這本書的四個樂章在主題、情感和節(jié)奏方面各不相同。

第一樂章“土之運(yùn)動：晶體中的碳”明確了礦物和巖石是地球牢固的晶體基礎(chǔ)。這一運(yùn)動始于創(chuàng)世之初，早在地球形成之前，那時碳原子是由較小的“碎片”合成的。接著地球上的礦藏開始出現(xiàn)并進(jìn)行演化，這也代表著晶體形式的含碳化合物的多樣性和豐富性的日益增長。

第二樂章“氣之運(yùn)動：循環(huán)中的碳”主要講述地球上宏偉的碳循環(huán)。碳原子在儲庫之間不斷移動——在海洋和大氣之間交換位置，通過板塊構(gòu)造進(jìn)入地球內(nèi)部，并通過數(shù)百座活火山釋放的高溫氣體回到地表。數(shù)百萬年來，這種深部碳循環(huán)一直保持著一種穩(wěn)定的平衡，但人類活動可能正在改變這種平衡，從而造成意想不到的后果。這個主題正如交響樂的第二樂章，節(jié)奏時常緩慢、柔和。

碳在能源、工業(yè)和新興高科技領(lǐng)域發(fā)揮著活躍的作用，這就需要第三樂章“火之運(yùn)動：材料中的碳”有力、快節(jié)奏的諧謔曲與之相配。碳是眾多材料的組成元素，這些材料具有無數(shù)不同的特性，造福著人類社會的方方面面。正如碳貫穿了我們的日常生活，科學(xué)家和音樂家的故事也穿插在諧謔曲中，交相輝映。

最后，第四樂章“水之運(yùn)動：生命中的碳”探索了生命的起源和演化。隨著生命從地球的原始海洋中出現(xiàn)，樂章緩緩展開；之后伴隨著生命演化的多樣性與創(chuàng)新性，樂章陡然加速。碳的交響樂迅速走向尾聲，碳科學(xué)的諸多主題也匯集到一起。

2020年，我國提出“雙碳計劃”，即二氧化碳(CO2)排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。為了實現(xiàn)雙碳國家戰(zhàn)略目標(biāo)，全社會各個領(lǐng)域都開始行動。盡管如此，人們對碳的理解還存在很多問題，例如碳的行為、碳的起源、碳的循環(huán)及碳的應(yīng)用等諸多科學(xué)問題，本書的出現(xiàn)正好可以彌補(bǔ)這一空缺。

中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所董漢文副研究員和曾令森研究員精心翻譯此書，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所李廷棟院士為本書作序。在譯稿中，兩位譯者增加了許多注解，補(bǔ)充和更新了相關(guān)知識點，使得文本更具專業(yè)性和可讀性，是廣大地球科學(xué)愛好者的有趣讀物，也可供碳科學(xué)研究者參考。

IntroductiontotheNewBook:SymphonyinC：CarbonandtheEvolutionof(Almost)Everything

(劉志強(qiáng) 編輯)