化石燃料是我们深埋在地下的亲戚

当我们谈论诸如煤炭、石油与天然气这些化石燃料时，我们真正谈论的其实是化石。

比方说，当你抓住一块煤炭时，你在手中握住的这些碳原子，也许是死去很久的树木、草本和苔藓，或是原始沼泽或湿地森林中有机质浓缩而成的精华。这也就是为什么煤炭可以燃烧的根本原因——在原子层面上，它很像是纯化的木柴。经过漫长地质年代的分解，深埋于高温高压的地下，重构之后的植物残存组织只留下环状紧扣的碳原子和一些生命元素，两者比例为9：1。碳原子采用蜂窝形式紧密堆积，曾经棕色或绿色的纤维组织也逐渐变成深黑色的石块。有的时候，原始植物会形成一块幽灵般的平板，保存完好，其中的细节还能让专家鉴定它们的品种。

相比之下，石油是液态的，其中流淌的是一些富含碳原子的分子链。对于石油而言，主要的碳源是海洋浮游生物。陆地上的植物可以用糖或淀粉储能，但这两者会在遇水时发生溶解或膨胀，因此藻类将它们的碳原子构建成不亲水的油滴，相当于人类体内的脂肪。当它们死亡之后，细胞会沉积到海床上，在那里它们被反复挤压熬煮，最终纯化成为可燃的液体。

三大化石燃料的最后一种是天然气，它的迁移能力最强。甲烷分子，是单个碳原子结合了四个氢原子，而丙烷是一条短短的碳链，上面也布满了氢原子。新近被掩埋的植物及浮游生物会滋生细菌并产生天然气，直到不断增加的温度和压力将它们也一并杀死，而留下的天然气则会藏匿在煤炭的缝隙里或油田内部。

介绍上述这些细节，所要表达的重点就是，从原子层面看，化石燃料其实和我们一样，都是生物圈的杰作，主要区别不过是它们的碳原子已经在层层厚重的岩石下被隔绝了数百万年之久。对我们而言，化石能源的碳原子就像是失联很久的亲戚，我们从未听到过有关它们的消息——直到现在。

据推测，深埋地下的化石性碳含量大约是目前碳循环过程中的两倍，也就是说，在漫长的岁月里，一座巨大的有机物仓库在地下矿床上被建立了起来。现在请你想象一下，如果它们像拉撒路（圣经人物，经耶稣救赎，被埋葬后死而复生。——译注）一样从坟墓中复活，重新转变为生命会怎么样？当然，你并不需要把这个过程限制在想象的世界里，因为你可以真实地看到、听到、尝到、嗅到或感受到这一切，因为这一切正在你身边甚至你的体内发生着。

很多人都会同意诺曼·梅勒（Norman Mailer，美国著名作家）的观点，他曾在作品中这样描写石油产品：“我们把自己从土壤、岩石、树林和矿石中的成分中剥离出来；我们寄希望于在大桶里煮出来的新材料，也就是尿液漫长转化之后的复杂衍生品，我们称之为塑料。它们已没有生命的气息……它们的触感与本性格格不入。”但如果用原子的观点审视现代世界却会更为微妙，土地、海洋和空气中的元素依旧渗透到了我们的生活之中，即便是在城市中那些看起来最不自然的一面，也比你的想象更加野性。

为了说明这一点，我们不妨去拜访一下麦当劳。

无论对它是爱是恨，麦当劳的金色门廊标志都已遍布世界各地，接待着数以十亿计的顾客，以至于麦当劳品牌已经成为西方文化的象征，而这一切皆源于20世纪40年代位于加州圣贝纳迪诺的一家独立烧烤餐厅。这也是我们探访碳原子的主要地点。

在这个思维实验中，你将车子开到停车场并熄火。你的汽车引擎此刻已不再燃烧我们称之为汽油的海藻碳；随后你便下车，站到了黑色的硬质路面上——沥青是一种黏稠的液体，其中的碳链和碳环是喜光的海洋浮游生物在几百万年前编织而成的，为了使其稳定，人们在其中掺杂了一些鹅卵石。

接着你走向柜台开始排队，基于石油的树脂地板因为表面的浮游生物蜡而熠熠生辉。地面很滑，你的脚不由自主地使劲，鞋子中那些由海藻碳构成的聚合物因为压力而吱吱作响。你面前的墙上挂着五颜六色的面板，透过一层透明膜可以看到里面的菜单——这层膜也是有机物，其中的碳原子是由原始浮游生物从海洋与空气中攫获的。餐厅内灯火通明，而这是因为电厂正在用古生代森林的碳作为能源发电。

“小薯条，一杯可乐，谢谢。”

薯条在碳基食用油中嘶嘶地冒着气泡。这些食用油一般由玉米、花生或大豆加工而成，货车燃烧着精炼的古海藻（汽油）将它们运输到此，随后的烹饪则是在阿帕拉契亚山脉远古森林（煤炭）提供的能量下完成的。当它们被递送到你的手里时，外面包着一层由木浆纤维（纸）制成的袋子，似乎还有点起皱；而要想更好地享受美味，你还需要蘸一些富含碳元素的西红柿果酱（番茄酱）。你手中的可乐正在沙沙作响，它是由微生物排放的废气（天然气）与水蒸气反应而来，这种软饮中的甜味则是来自一种热带草本植物的茎（甘蔗）。

然后你用什么付账呢？还能是什么！是由阿拉伯沙漠中发掘出的海藻碳（石油）制成的一种弹性薄卡片，然后你就该继续上路了。

现代社会能否从自然中孤立出来？非常难。之所以觉得孤立只不过是一种错觉，认为稳定存在的原子会快速消失。即使在地球上最人工化的一些地区，碳原子仍然将你和现代以及远古的很多有机体联系起来。从这个意义上讲，塑料和它的近亲们并不比羊毛（由绵羊将牧草的分子转化而来）或木头（由树木将空气和水转化而来）更不天然。

从严格的原子角度来看，喧闹的城市同偏僻的热带小岛倒有许多相同之处。车辆与建筑的窗玻璃是熔融过的沙子薄片；墙面、地基和步道是粉碎的石灰质矿物质，从远古时代的海床挖掘而来。根据这些，你的思维还可以更天马行空一些，将摩天大楼看作是转世而来的珊瑚礁，那些店面就好比是滤食性的珊瑚虫一样，而熙熙攘攘的人流就是它们获取养分的“浮游生物”。所有这些人工建筑都是由回收的材料构成的，我们出于自身的目的对它们重新加工，跟微生物、植物还有动物几百万年以来一直做的事情一样。

这当然并不是传统的思维方式，而且也很容易被误解，因此有必要做一个简单澄清。通过原子的角度来揭穿人类社会孤立于自然的假象，并不是为了给我们特权，让整个世界都变成我们的游乐场。根本不是这样！相反，这是在提醒我们，跟其他任何物种一样，我们不会在自然法则中获得豁免权，如果我们忽视了这一切，只会让我们自己身处危险之境。

随着越来越多的化石碳重新回到了大气循环之中，你与食物之间的元素关联还可以追溯到更遥远的过去。不妨拿起你的番茄酱——如果这些西红柿是在加州中央山谷农场生长的，那么这其中的很多碳都来自洛杉矶与旧金山的城市CO2穹顶。目前，加州的汽油大约一半是自给自足，剩余部分主要来自阿拉斯加。所以，每一滴番茄酱中都携带着来自远古藻类的碳原子，它们曾经生活在太平洋或北冰洋中，又在地下沉睡了百万年或更久。你吃掉它后，这些碳原子会在你的体内待上一阵子，然后又会逃逸到海洋或大气中，在那里它们曾经漫游过很多次。

利用稳定同位素，科学家最近开发了一种方法，可以通过连锁快餐店的菜单对你和地球之间的原子联系进行追踪，有时甚至可以使用标志性的巨无霸汉堡作为这个星球上古老生态食物链的新代表。在文化与饮食日益趋同的前提下，他们的发现与我们大多数人的期望相违。

在开始探索汉堡里的碳原子如何将你的身体与世界相连之前，先想象一下，你现在穿越到遥远的7000万年前，来到如今属于南卡罗来纳海滨的地方。在这里温暖而清浅的海水之下，你准备探寻一种具有十只触手的生物，它的碳原子对于揭开你自己的原子秘密来说具有重要意义。