■人類砍伐林木對生態造成嚴重破壞。 網上圖片「圈」轉「圈」形態各異 兼具物理化學生物層面
碳在地圈（geosphere）、生物圈（biosphere）及大氣層（atmosphere）中，扮演不同的角色，並以不同的形態，從一圈轉到另一圈，形成碳循環（carbon cycle）。
以光合作用帶入陸地及海洋生物圈
大氣中的碳主要呈兩種形態：二氧化碳（carbon dioxide）及甲烷（methane），它們是溫室氣體，會吸收及保存熱力。透過光合作用（photosynthesis），二氧化碳離開大氣層，並進入陸地及海洋生物圈。空氣中的二氧化碳亦會溶解於海洋、湖泊及河流的表面，與水分子形成碳酸（carbonic acid）。岩石中的碳酸鈣（calcium carbonate）或是矽酸鹽礦物（silicate minerals）均會與碳酸產生化學作用，一般稱為風化侵蝕（weathering），此一現象亦讓碳走進岩石圈中。
陸地沖落海 燃煤伐木「升天」
每個生物圈內儲存碳的形式均不一樣，在陸地生物圈（terrestrial biosphere）內的碳儲存於動物、植物及泥土中。碳分子是維持地球上生命的主要成分，我們身體內的肌肉、脂肪、植物的纖維（cellulose）全由碳所組成。
就算動植物死去，碳仍然留在當中。約有5,000億噸的碳儲存於動植物體內，而泥土內則有15,000億噸的碳。大多數於陸地生物圈內的碳為有機碳，而有三分之一於泥土的碳為無機的，如碳酸鈣（即石灰石或大理石）。
碳儲於泥土中可長達數千年，它們可能會被沖洗到海洋中。另一方面，氣溫上升亦會加快二氧化碳離開泥土進入大氣層，但大氣層中更多的二氧化碳亦會使溫度上升。而人類活動如燃燒化石燃料（即煤、石油及天然氣等）及砍伐林木（deforestation）等，亦會把儲存於陸地生物圈的碳直接轉化到大氣層。
海水平衡溫度 過酸影響生態
海洋表面蘊含大量溶解了的無機碳，包括二氧化碳、碳酸氫離子及碳酸離子，有助平衡地球溫度。然而，自從工業革命後，人類的活動大大改變了碳循環，並直接增加大氣層的碳含量，故此，海洋把二氧化碳吸收這項功能變得十分重要。
二氧化碳溶解於海水的速度取決於不同因素，包括岩石的風化現象。風化現象有助吸收大氣中的二氧化碳，但此現象的速度比溫室氣體的排放更慢，故此，海洋需吸收更多的二氧化碳。海水中過多二氧化碳亦會令海洋的酸鹼度下降，酸性環境亦對海洋生態有負面影響。
小 結
碳循環對維持生命十分重要，人類、陸地及海洋的生物、大氣層及岩石均在當中扮演不同的角色。科學常被分類為物理、化學、生物，其實三者關係密不可分，在碳循環中，碳的形式不斷改變，是為物理及化學改變。而這種改變，亦會影響生物的活動，甚至生存。如果只學習3個學科之一，就難以綜觀全圖。 ■吳俊熙博士
作者簡介：畢業於加州大學洛杉磯分校（UCLA），曾任教於加州的州立大學及香港大學，現於洛杉磯Pierce College化學系任助理教授。讀者可通過www.facebook.com/drbennyng聯繫作者。
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