我們生活的地球為何能維持宜居性？正是因為以碳循環(huán)為核心的“自調(diào)節(jié)系統(tǒng)”在發(fā)揮作用。但隨著生命系統(tǒng)和人類活動出現(xiàn)，碳循環(huán)系統(tǒng)受到非常大的擾動，引起氣候和生態(tài)系統(tǒng)的顯著變化。當(dāng)前，氣候變化正逐步成為各國政府、科學(xué)界、社會公眾關(guān)注的焦點，我國也積極采取行動應(yīng)對氣候變化，并提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)愿景。

 

2023年12月23日，中國科學(xué)院院士、國家自然科學(xué)基金委地學(xué)部主任郭正堂在由人力資源社會保障部和中國氣象局共同主辦的專家創(chuàng)新大講堂上，分析了“雙碳”目標(biāo)下面臨的種種挑戰(zhàn)，并提出要發(fā)揮地球科學(xué)學(xué)科作用，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。

 

實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我國還面臨諸如化石能源占比高、高碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)高速增長和高質(zhì)量經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型齊頭并進(jìn)、從碳達(dá)峰到碳中和的時間短、技術(shù)創(chuàng)新能力仍需提高等挑戰(zhàn)和問題。郭正堂認(rèn)為，在基礎(chǔ)理論、能源-產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、減排-固碳-增匯技術(shù)、“雙碳”路徑、觀測與數(shù)值模擬等五方面，急需發(fā)揮地球科學(xué)學(xué)科作用。

 

在氣候變化和碳循環(huán)領(lǐng)域，仍有一系列基礎(chǔ)理論問題尚未被根本解決，而這些基礎(chǔ)理論問題意義重大，是當(dāng)前氣候變化、碳循環(huán)理論的基本框架和邏輯起點，是保障氣候環(huán)境安全、優(yōu)化“雙碳”路徑必須考慮的問題，是國際談判、國際規(guī)則制定的科學(xué)依據(jù)。郭正堂指出，當(dāng)前，氣候系統(tǒng)對二氧化碳的敏感度尚屬科學(xué)難題，未來碳排放空間估算仍有較大的不確定性，氣候變化和碳循環(huán)如何互饋、二氧化碳增加背景下未來氣候走向能否真正確定、極端氣候事件的類型和成因等尚需進(jìn)一步研究，“關(guān)注這些科學(xué)問題，可助力破解基礎(chǔ)科學(xué)難題。”

 

能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的核心。但目前對地學(xué)清潔能源與地質(zhì)儲能問題的認(rèn)識和研究在系統(tǒng)性、精準(zhǔn)性上仍需進(jìn)一步深化。以地?zé)崮転槔?，有學(xué)者估計我國地?zé)豳Y源占全球地?zé)豳Y源總量的六分之一，然而我們對淺層地?zé)崮苋绾卧鲂?、中層地?zé)崮苋绾我?guī)?；谩⑸顚拥?zé)崮苋绾伍_發(fā)利用等問題的理論研究還不夠，技術(shù)瓶頸還有待突破，亟待開展巖石圈-環(huán)境相互作用等相關(guān)研究。

 

地球科學(xué)能為“雙碳”目標(biāo)作出巨大貢獻(xiàn)的另一個領(lǐng)域則是地質(zhì)-生態(tài)系統(tǒng)固碳。我國在油田驅(qū)油驅(qū)氣方面頗有成效，但二氧化碳地質(zhì)封存的基礎(chǔ)研究仍有待加強(qiáng)。郭正堂表示，“不應(yīng)只把固碳作為碳中和的保底措施，低成本固碳可以形成產(chǎn)業(yè)；加強(qiáng)地質(zhì)-生態(tài)碳匯研究可有效降低產(chǎn)業(yè)升級的成本。”

 

對于我國如何更好地實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，郭正堂強(qiáng)調(diào)，因地制宜是關(guān)鍵。他建議，至少應(yīng)從全球、全國以及區(qū)域三個層面綜合考慮“雙碳”路徑研究，結(jié)合數(shù)值模擬與決策支持系統(tǒng)走中國的“雙碳”之路。