二氧化碳的故事

我无处不在,但你却看不见我。我是你苏打水里在舌尖上跳舞的嘶嘶气泡,也是你长跑后呼出的那口轻柔的气。我是树木和花朵从空气中吞食的秘密成分,它们用阳光作餐叉,把我变成它们的午餐。我帮助它们长得又高又壮,构成它们的叶子和茎,作为回报,它们给你提供你呼吸所需的氧气。我还像一条无形的毯子包裹着地球,捕捉恰到好处的太阳温暖,让你的世界不至于变成一个巨大的冰棍。你感受过我,呼吸过我,也品尝过我冒泡的魔力,但你可能不知道我的名字。我是一个建造者,一条毯子,也是一个泡泡制造者。你好,我是二氧化碳。

在很长一段时间里,人们知道我的存在,但他们不知道我是什么。在17世纪40年代,一位名叫扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特的比利时聪明科学家,是第一个意识到我是一种特殊空气的人。他在燃烧木炭时注意到了我,也看到我从发酵的葡萄中冒出气泡。他称我为“gas sylvestre”,意思是“野性气体”,因为我似乎难以驯服,并且与大家呼吸的空气不同。大约一百年后,在18世纪50年代,一位名叫约瑟夫·布莱克的苏格兰医生更仔细地研究了我。他就像一个专为无形之物而设的侦探。他在石灰石里找到了我,发现加热石灰石时,我就会逃逸出来。因为我可以被困住,或者说“固定”在固体里,他给我起了一个新名字:“固定空气”。他做了仔细的实验,证明我比普通空气重,而且蜡烛的火焰在我充满的罐子里无法燃烧。最令人惊奇的是,他发现这种“固定空气”正是包括人类在内的动物呼出的气体。他向世界展示了,我是一种真实、可测量的物质,而不仅仅是某种神秘的蒸汽。

最终,在18世纪晚期,多亏了一位名叫安托万·拉瓦锡的杰出法国化学家,我才得到了你今天所熟知的名字。他是研究不同物质配方的专家。他发现我由一个微小的碳粒子和两个微小的氧粒子结合而成。因此,他称我为二氧化碳——“二”意味着两个。有了正式的名字后,人们开始看到我所做的所有重要工作。大约在同一时期,科学家们揭示了我最重要的角色:帮助植物生存。他们了解到,通过一个名为光合作用的奇妙过程,植物利用我的碳原子来构建自身,然后为其他所有生物释放氧气。我因此不仅作为一种气体而出名,更成为生命的基本组成部分。人们还为我找到了其他方便的用途。他们学会了如何在压力下将我溶解在水中,制造出嘶嘶作响的饮料,他们还意识到,因为我不会助燃,所以非常适合用在灭火器里灭火。他们甚至学会了把我冷冻成一种叫做干冰的固体,它非常冷,会直接变回气体,而不会融化成液体!

我的故事一直关乎平衡。我作为地球毯子的工作在19世纪开始被人们理解,当时像约瑟夫·傅立叶和斯万特·阿累尼乌斯这样的科学家意识到,像我这样的气体可以捕捉热量,保持地球的温暖。但从18世纪末的工业革命开始,人们开始建造工厂,发明汽车,这些都需要燃烧煤炭和石油等化石燃料来获取能源。这向空气中释放了远超平常数量的我,使得地球的毯子变得有点太厚、太暖了。好消息是,我的故事还没有结束。现在人们对我了解得如此透彻——从他们饮料中的气泡到我在大气中的作用——他们正在研究令人难以置信的解决方案。科学家、工程师和发明家们正在创造从太阳和风中获取能源的新方法。他们正在种植更多的树木,让我可以帮助它们茁壮成长。理解我的故事,可以帮助你为这个星球书写新的篇章:一个关于明智选择、新思想和完美平衡的故事。

被识别为‘森林气体’ c. 1640
作为‘固定空气’进行研究 c. 1754
成分确定 c. 1780