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面对气候异常和环境恶化的危机，大家都在呼吁节能减碳。碳足迹、碳旅程、碳消费、碳税收……为什么谈到生态讲的都是碳？《京都议定书》明确要求各国控制碳排放量，为什么是碳而非其他元素？原因不难想象，因为整个地球文明就是一个碳基文明。碳并非地球制造的元素，碳是历经数十亿年宇宙恒星的生生灭灭，才终于诞生的化学元素。从碳元素的形成到地球文明的诞生，这中间实在是经过了一段千古神秘的机缘。碳造就了地球的生命基础，也是人类文明大跃进的重要元素，从远古的普通燃料到新近的石墨烯技术，没有碳，就没有我们今日的文明。然而，这造就我们文明的元素，却也威胁着我们的生存。地球经过40亿年才形成的碳循环方式和速度，被几百年来的人类工业化进程所破坏，等待我们的可能是一场毁灭性的灾难……

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埃里克·罗斯顿，哥伦比亚大学欧洲史学士、俄罗斯史硕士，精通俄语。曾在《时代》周刊做过六年的科技、科学政策和能源议题的报道撰稿人，曾参与《时代》“911”特刊的策划撰稿，并以这期增刊赢得了2002年美国国家杂志奖。后任美国彭博新闻社编辑，负责报道能源、自然资源和可持续发展方面的新闻。现为美国国家发展委员会的高级分析师。本书是他第一次对影响全球气候的根本因素——碳的历史做全面阐述，他深入浅出的写作方式，使人有如倾听一部宇宙、地球、碳和人类文明的史诗。

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尽管地球上的冰河覆盖了海洋，寒冷的天气也不会影响火山或深海火山口的喷发。海底和陆地火山继续把种种物质喷到空中与海里。这种物质里有一部分对蓝菌来说是有营养的，大多数是铁和含磷物质。含磷物质特别重要，在任何生态系统中，缺乏磷是抑制生长的因素。在对我们来说长得不得了的时间里（或许有1000万~7000万年），火山喷发物设法创造出另一个温室，这一回大部分由二氧化碳组成。既然蓝菌有方便的渠道取得所需的所有水分，就只有铁和磷会抑制蓝菌了。所以在冰退却的时候，蓝菌就能够擦干被冰河掩盖住的磷。因此，蓝菌的数量大增，而且让较低的大气充满了氧。这种场景出现过的证据藏在南非的马甘因岩层（Makganyene），这是一个巨大的锰矿床，坐落在一个更巨大的铁矿床上。在“雪球地球”时代之后的蓝菌造氧热潮中，会出现这样的矿床，正符合我们的预期。氧和铁起反应，比和锰起反应更容易。所以氧气潮让铁从海洋中沉淀，然后锰覆盖在上面。

“雪球地球”事件是生物的灾难性过滤器，把强韧的生物跟不能耐寒的生物区分开来。演化已经延续了40亿年，穿越了地球化学上的灾难与陨石带来的浩劫。这些干扰从来没有太过头，虽然确实很糟，许多物种死掉了，不过并没有将这个星球彻底消灭干净。空气中有太多的碳，会把地球变成一家糖果店；太少，就会让地球变成雪球。地球从来没有过热（像金星）或者过冷（像火星）到回不了头的地步。杀不死生命的，就会让生命更强韧。

如果你认为你对银杏的性生活不会熟悉，那么实际上这档事会比你预期中的还要简单。科罗拉多大学的威廉·弗里德曼（WiamFricdman）说：“故事是一样的：一个精子碰上一个卵子。”

无性生殖让生命延续了25亿年没有爱的岁月。有性生殖提供了一个相对效率较低却更友善的方式，让基因代代相传。第一种陆地植物，类似现代轮藻的藻类，就已经是有性生殖了。如果你在下雨天外出散步时，看到人行道上有花粉散落，你实际上是走过了数千个苔藓精子，这些精子正到处游着找寻苔藓卵子。所以你得小心点儿。

银杏保留了来自藻类的性起源：银杏精子会游向卵子。只是这些精子是在地平面以上21米左右的地方“游”。尺寸大小很有关系，大个子的公银杏占据较有利的位置，可以让风带着花粉粒穿越空中，朝着一株母树的胚珠飞去。母树上的胚珠捕捉并吸收花粉。在胚珠里，母银杏会把花粉活化成精子。银杏的精子有着在地球上数一数二的尺寸，直径长达86微米，比人类的精子还要大三倍多。银杏精子游泳的方式也不一样。人类的精子借助摆动尾巴自行推进，这是从单细胞细菌鞭毛称霸的时代留下的返祖现象。银杏就不是这样了，它的精子有好几千根鞭毛，每个都朝向头部的方向，在胚珠分泌的一种黏性液体里拉着自己往前跑。到了8月或9月，种子会受精，含有胚芽的果实就会落到地面上，发出让大多数城市人掩鼻的新鲜恶臭。运气好的胚芽会被某些动物当成腐肉吃掉（这点还颇容易理解），然后散布到动物自身营养丰富的粪肥里，让胚芽准备好在来年春天生根发芽。

人类耐久跑步的另一个奇妙之处在于运输成本。一名马拉松选手跑步时，每一单位身体质量在每一个单位距离里所消耗的能量，和他在慢跑时消耗的能量一样多。布兰堡说：“人类跑步特征的运输成本曲线是扁平的，我们对此还没有好的力学解释。…不太可能与人类不寻常的呼吸模式有关，虽然这可能在多种混杂因素里了次要的一小部分。”

两条腿减缓了我们的速度。猎豹最著名的特点是，冲出去追逐猎物时的速度超过每小时96.5公里。然而要是一只猎豹全速冲刺很长的时间，就会把自己活活热死。丛林猫奔跑时产生的热量是休息时的60倍。和大多数哺乳动物一样，这些猫科动物每平方厘米的皮肤上，汗腺比人类少。这些动物的奔跑距离之所以有限，是因为体温过高而不是因为跑得太累。在0.8公里的全速冲刺之后，不管晚餐有没有着落，这些大猫都会停下来，因为热到没办法跑下去了。它靠着停步喘气来甩掉余热。灵缇犬也会喘气， 一方面是要缓过气来，另一方面也是要排出跑步时产生的多余热能。要调节生物的内燃热量，停下脚步这种办法很粗糙，但猎豹显然没什么其他的选择。理查德·泰勒（C.Richard Taylor）和维多利亚，朗特里（Victoria Rowntre）在1973年发现，猎豹会在跑了1公里左右的时候停止追逐猎物，因为体温上升得太高，到达了40.5摄氏度°。

骆驼能跑得比马或人类更远，而且是在炎热的沙漠中行动。驼峰体内（以单峰骆驼而言）储存的并不是水，而是碳氢化合物燃料，就像是跑者把一箱能量补充棒绑在背上一样。路驼的保水本领可以从血液中看出来。当骆驼用尽水分以后，血液就会变得浓稠。在人类跑者因为脱水而脚软的时候，骆驼却能设法推动黏稠的含氧血液到细胞去，线粒体就在那里等待补给。

书籍介绍

面对气候异常和环境恶化的危机，大家都在呼吁节能减碳。碳足迹、碳旅程、碳消费、碳税收……为什么谈到生态讲的都是碳？《京都议定书》明确要求各国控制碳排放量，为什么是碳而非其他元素？原因不难想象，因为整个地球文明就是一个碳基文明。碳并非地球制造的元素，碳是历经数十亿年宇宙恒星的生生灭灭，才终于诞生的化学元素。从碳元素的形成到地球文明的诞生，这中间实在是经过了一段千古神秘的机缘。碳造就了地球的生命基础，也是人类文明大跃进的重要元素，从远古的普通燃料到新近的石墨烯技术，没有碳，就没有我们今日的文明。然而，这造就我们文明的元素，却也威胁着我们的生存。地球经过40亿年才形成的碳循环方式和速度，被几百年来的人类工业化进程所破坏，等待我们的可能是一场毁灭性的灾难……