新探索：水圈耗散假说

光谱

[quote:bf81b652e0="benlinliu"][quote:bf81b652e0="光谱"]to 楼主：

甲烷并不像你所想象的那样只要进入大气就无法再加入物质循环，而只有分解和向外层空间逃逸一条路子。大气层有充足的手段“回收”甲烷。

引用中国气候变化信息网原文：

“甲烷(CH4)

　　甲烷是大气中含量丰富的有机气体，它主要来自于地表，可分为人为源和自然源。人为源包括天然气泄漏、石油煤矿开采及其它生产活动、热带生物质燃烧、反刍动物、城市垃圾处理场、稻田等。自然源包括天然沼泽、湿地、河流湖泊、海洋、热带森林、苔原、白蚁等。甲烷的产生和消除的领域主要包括废物处理、农业、燃料逸出性排放、与能源相关或无关的工业、土地变化和林业等。

　　全球甲烷排放源约为5.35(4.10-6.60)亿吨/年,其中自然源1.60(1.10-2.10)/年,人为源3.75(3.00-4.50)亿吨/年，人为源约占70％。人类排放源可分为与化石燃料有关的排放源和生态排放源。

　　甲烷的汇有：1.在对流层大气中与OH反应而被氧化掉约4.45(3.60-5.30)亿吨/年；2、一部分甲烷输送到平流层，在那儿发生光解和被OH、Cl和O(1D)等氧化约0.40(0.32-0.48 )亿吨/年；3.被土壤吸收约0.30(0.15-0.45)亿吨/年。全球甲烷汇约为5.15亿吨/年.大气中甲烷的年增加量约为0.37亿吨。”[/quote]

管理员先生提出的问题是一个重要的问题。在我前述帖出的文章中也有所议论。我想就这个问题再发表一些意见。

在甲烷源的方面，目前有好多种估计。管理员提出的在各种流行的估计中算是一种偏高的了。有更低一些的，例如有人甲烷年度总产额在4亿吨的。

但是，我认为，这些估计似乎都不足。

暂且不算地质方面的影响，就说陆地生态系统的影响吧。根据最近出版的《地球系统碳循环》（陈（三点水加半）勤先生主编，科学出版社出版,这是标准的大部头作品）综述，地球陆地上植物年度总碳产量为600亿吨（这里是净碳产量，如果“拖泥带水”地指有机物，这个数字应当为6000亿吨左右）。

其中森林占（1/3）强，年度碳产额达到220亿吨；湿地的年度碳产额为33亿吨，人类的作物产额接近70亿吨。

这些“产品”最终都将经过“消费”变成二氧化碳或者甲烷等碳氢化合物（甲烷也许应当称为“次最终产物”，其分解以后，无论氢的去处如何，碳应当保留在大气中，并且以二氧化碳形式返回生态圈）。其中，森林产品大约需要花费20多年完成转化，湿地大约是4年。按照目前流行的观点与数据，大约只有不足1%最终转化为甲烷。

我以为，这个比例是不恰当的。

有资料指出过，森林中的白蚁每年就可能“贡献出”3-5亿吨左右的甲烷！还不说森林中其他甲烷产额渠道。

还有，有资料显示，湿地的“甲烷贡献”有可能更大，有估计说，大约有20%到25%湿地碳产额转变为甲烷。

单单上面两项（其中白蚁还是森林的子项）已经超过10亿吨年产额了！进一步就不说了。

当然，我没有去森林与湿地考察过，有道听途说之嫌疑的。

再说有亲身感受的。就说人类的对于甲烷的贡献吧。我可以提及几件小事。

一是，几年前济南下水道大爆炸（这是一个震动全国的事件），直接起因最终没有似乎没有查明。但是基本原因是清楚的，那是下水道产生的甲烷等气体，正常情况下，应当无声无息进入大气的。（最近也有报道，说一顽童运用鞭炮触发了一次小型的下水道爆炸。

当然，这些是从电视与报纸获得的消息，不过已经比较真实了。对我来说，更真实的是，我们家边的两条小河。一条在东边，一条在南边。这里河水是黑的，常年翻泡，我估计，这些泡泡应当是甲烷，而不是二氧化碳（这尤其值得注意。有时候，碳只转变为甲烷，而不包含二氧化碳，这应当是一些湿地的写照）。

这些应当归入人类对于甲烷的贡献，当然，我不能说出人类对于甲烷贡献总量。

既然如此，人们也许会疑问，为什么大家会对可能有些令人吃惊事情没有感觉呢？总是说甲烷只有一点点产量呢？

我以为，理解这个问题的关键在于大气中甲烷含量非常低。只有1.7ppm,为二氧化碳二百分之一，没有触动人们感觉神经。在20世纪50年代以前，人们似乎根本没有认真考虑甲烷之类气体在大气中去处，因为如此含量不是什么问题。

这自然是可以理解的：大气二氧化碳具有明确的去处，可以被植物吸收与海洋溶解，但是大气中还有那么多……而甲烷这么少，而且不能直接进入生态循环，肯定产额不高（我想，可能就是这么回事情，人们在“以销定产”，或者以销推（断）产）！

到了20世纪50年代初期，人们终于意识到甲烷应当是个问题。Bates等人（1950年）提出过甲烷等烃基气体通过羟基氧化逐步生成二氧化碳与水机制。这时，包括相对论、量子力学在内现代科学的基本架构早已形成，人们也早已认识了大气中有好几种惰性气体，但是，居然对于甲烷这种东西似乎不是很在意……

就我个人的感觉，这个“羟基氧化”理论是比较令人费解的一个理论，有牵强附会之嫌疑。我查阅过相关文献，反应式是有一堆，都看的懂的。但是，首这些反应这发生在哪里？在大气中吗？大气中有羟基吗？我们知道大气中有臭氧，还有氧负离子，羟基如何存在？大气中有那么多氢原子与氧原子可以合成羟基吗？在水中？我有疑问，这是一个属于“皇帝的新衣”式的理论吗？

当然，在人类在进入空间时代以前，这是所能够想象的甲烷的一个汇通道。

无任如何，这是一个效率不高的甲烷汇通道。所以，当年的人们自然应当推定甲烷源通道也应当非常有限。当然，这与20世纪50年代以前，人们不认真考虑甲烷的源与汇问题状况相比，还算有进步的。在当时，这是一个值得称道的进步。

但是，当人们试图深入考虑问题的时候，这似乎不应当成为什么标准，这就如同20世纪50年代以前人们不考虑甲烷的源与汇问题不应当成为惯例一样。

值得补充说明的是，即使“羟基氧化”理论（或许应当称为“羟基氧化假说”）是正确的，并不影响我们的氢的“夕阳逃逸假说”，因为，按照“羟基氧化假说”，甲烷在大气中有10年左右的寿命，在这期间，完全有发生“夕阳逃逸”的可能性。

对了，补充一句，人们预计大气中甲烷含量会上升，已经被澳洲的长期观测测量所否定。这也使人们在谈论对于甲烷可能发生较大的产额的时候噤若寒蝉，因为要“产销平衡”（源汇平衡）呀。

以前，如果假定氢逃逸成立以后（无任甲烷的源有多大，其汇都不会成为什么明显问题，不过不少细节需要分析，例如，分解的氢并不全部逃逸，应当有个比例。将来有机会再说明），人们可能为大气中氧含量上升所困惑。这曾经是我在炮制“水圈耗散假说”所面临的最困惑的问题——直到有一天想起了早已熟知的“海底扩张学说”，然后豁然开朗——在海底扩张学说基础上，这不是难题，而正是所需要的。这已经有所说明，不重复了。

这里讨论的东西（大甲烷产额），似乎事关重大。其实，不必着急，不必感觉过于沉重。科学就是追求对于自然的理解，是一种休闲，是一种消遣。不要看得多么神圣。用飘逸与逍遥的心情玩味与斟酌这些。

感谢网络，感谢www，使我们能够超越空间的限制，一起交流。欢迎大家对于上述看法质疑，指正，补充。[/quote]

to 楼主

我想你已经在谈笑之中怀疑和否定了目前大气甲烷研究中所涉及的大部分数据。而且是在“我认为”、“有资料表明”、“飘逸与逍遥的心情玩味与斟酌这些”的可靠程度下。

本人绝对无意给出一个“官方数字绝对可靠”的命题，但你否定或怀疑这些数字时，如果不想涉嫌成果侵权最好使用自己的数据，第一手的资料。你也说过，那“两条小河”就在你家附近，为什么不从它们开始做实际些的事情？为什么要“我估计，这些泡泡应当是甲烷，而不是二氧化碳”？

另外你还以一言否定了大气中自由羟基的存在。我以戏谑的态度肯定一下（这是符合你的“研究”态度的），大气中不仅有自由的羟基，而且有自由的气体组分原子和更多种类的不稳定粒子。自由羟基的来源主要是水分子。在光解、碰撞和其他因素的决定下，自由羟基、自由氢原子和水分子保持着不同程度上的动态平衡。在平流层中，臭氧和自由氧原子、氧分子之间也保持着同样的平衡。

最后寄言楼主：片面追求课题的“大”是毫无意义的（有意讨噱头除外）。每个“大”课题都是无数更实际、更艰深同时也更枯燥乏味的“小”课题组成的，研究这些“小”课题对人的吸引力——包括最终预期收益远远小于它们的组合体而致被忽视甚至被诬蔑。但不要忘了，真正的科学工作者就是在做这样的“小”课题，他们同样对那些笔下虽有千言胸中实无一物的民间扯淡者不屑一顾。

nngs

明儿个我发个和这个话题很相关的有意思的天文东西。算是放松后的第一篇贡献。

（没想到灌水博士的第一周还这么忙，从一个火坑掉另一个火坑里了）

望天

哦，灌水博士不想忙，难道还想让俺这灌水将军瞎参合啊，你发啊~，只要和天文有关系俺都愿意看。。

astrosoft

看不懂

nngs

[quote:042ad3c930="nngs"]明儿个我发个和这个话题很相关的有意思的天文东西。算是放松后的第一篇贡献。

（没想到灌水博士的第一周还这么忙，从一个火坑掉另一个火坑里了）[/quote]

文章在这里
http://www.astronomy.com.cn/bbs/viewtopic.php?t=42366

大家开拓一下思路

望天

氦~~，原来是译文啊，我还以为原创天体物理科普文呢。

金星早期有水是肯定的，太阳系所有行星卫星早期都应该有水，都是我灌的、、、、、、

nngs

[quote:87b1b3574e="望天"]氦~~，原来是译文啊，我还以为原创天体物理科普文呢。

金星早期有水是肯定的，太阳系所有行星卫星早期都应该有水，都是我灌的、、、、、、[/quote]

在我不懂的领域里写科普文章？？ 你以为我是MK？

望天

[quote:3e11052f88="nngs"][quote:3e11052f88="望天"]氦~~，原来是译文啊，我还以为原创天体物理科普文呢。

金星早期有水是肯定的，太阳系所有行星卫星早期都应该有水，都是我灌的、、、、、、[/quote]

在我不懂的领域里写科普文章？？ 你以为我是MK？[/quote]

你不会写你懂的啊~~ :roll:

翻译英文对你来说太容易了，还是喜欢看你的原创，咱这里就缺原创，这能体现论坛的水平。

再说了，MK咋拉，MK有自己的理想，有远大地抱负，他们都不偷懒，非常刻苦，初一水平都写天文专业论文了 8) ， 你都灌水博士了，写科普应该很容易了是吧~，我要能写科普我早就写了，可是我只会写灌水论文，嘿嘿 。。

nngs

[quote:ec62c5208e="望天"][quote:ec62c5208e="nngs"][quote:ec62c5208e="望天"]氦~~，原来是译文啊，我还以为原创天体物理科普文呢。

金星早期有水是肯定的，太阳系所有行星卫星早期都应该有水，都是我灌的、、、、、、[/quote]

在我不懂的领域里写科普文章？？ 你以为我是MK？[/quote]

你不会写你懂的啊~~ :roll:

翻译英文对你来说太容易了，还是喜欢看你的原创，咱这里就缺原创，这能体现论坛的水平。

再说了，MK咋拉，MK有自己的理想，有远大地抱负，他们都不偷懒，非常刻苦，初一水平都写天文专业论文了 8) ， 你都灌水博士了，写科普应该很容易了是吧~，我要能写科普我早就写了，可是我只会写灌水论文，嘿嘿 。。[/quote]

原创太累了。 你首先要非常地清楚了解你要写的东西（就是说你自己得特别地懂），然后思考如何组织语言，如何避免任何可能的错误概念，如何让别人能看懂，等等等等。

望天

累那是当然了，不比写论文轻松多少，论文面对的是行家，只用本行业术语就可以被同行了解了。

科普面对的是朦胧中的大众，这就难了，说深了听不懂，说浅了又说不明白；公式推导多了吧~没人愿意看，只说结论吧~又空洞无据。


确实很难很累 :cry:

所以中国科普就被外行给那啥了，伪科普就泛滥了·%￥%￥MK250@￥￥·#

nngs

to 楼主,

我从译的那篇文章里了解到, 地球最外层大气中的氕和氘的比率是个很好的光解氢逃逸的标志. 而地球的数值只有金星的1/150. 也许从这个数值可以估算地球失氢的速率.

建议楼主还是要拓展这方面研究的文献调研面.

望天

[quote:856616334f="nngs"]to 楼主,

我从译的那篇文章里了解到, 地球最外层大气中的氕和氘的比率是个很好的光解氢逃逸的标志. 而地球的数值只有金星的1/150. 也许从这个数值可以估算地球失氢的速率.

建议楼主还是要拓展这方面研究的文献调研面.[/quote]

haha 你翻译半天白白浪费脑细胞了吧~，还得搭上一杯苦咖啡，人家都没给你看，嘿嘿 ，留给业余天文爱好者们看喽~，

你就是用所有科学事实一个一个地推翻他的所有臆测也没用，他根本就不考虑事实，看来我提供任何证据也是白搭，

民科思维里：臆测是检验事实的必然标准，狡辩和掩盖漏洞也是正常的革命行为


不提了。。。。。

5亿年前地球没有陆地，陆地植物都长在水里，都是我灌的水太多了。以后地球上水都要蒸发干净了就坏了菜了，我还是得。。。赶紧灌水去喽~~~、、、、、、、、

nngs

[quote:cb2f5b95ea="benlinliu"]终于又到了星期天，可以放心地灌水了。

....
所以，作为一个新品开发工程师，需要把创意集中在技术上，而不能够把精力分散到一些不着边际、风险比较大、也许不会有所收获休闲话题上来……

所以，怠慢之处，还望大家原谅。[/quote]

很高兴你有这样的态度.