我们生活的地球为何能维持宜居性？正是因为以碳循环为核心的“自调节系统”在发挥作用。但随着生命系统和人类活动出现，碳循环系统受到非常大的扰动，引起气候和生态系统的显著变化。当前，气候变化正逐步成为各国政府、科学界、社会公众关注的焦点，我国也积极采取行动应对气候变化，并提出碳达峰碳中和目标愿景。

2023年12月23日，中国科学院院士、国家自然科学基金委地学部主任郭正堂在由人力资源社会保障部和中国气象局共同主办的专家创新大讲堂上，分析了“双碳”目标下面临的种种挑战，并提出要发挥地球科学学科作用，助力“双碳”目标实现。

实现“双碳”目标，我国还面临诸如化石能源占比高、高碳产业结构、经济高速增长和高质量经济转型齐头并进、从碳达峰到碳中和的时间短、技术创新能力仍需提高等挑战和问题。郭正堂认为，在基础理论、能源-产业结构、减排-固碳-增汇技术、“双碳”路径、观测与数值模拟等五方面，急需发挥地球科学学科作用。

　　郭正堂院士作题为《地球科学服务“双碳”战略》的主旨报告。庄白羽 摄影

在气候变化和碳循环领域，仍有一系列基础理论问题尚未被根本解决，而这些基础理论问题意义重大，是当前气候变化、碳循环理论的基本框架和逻辑起点，是保障气候环境安全、优化“双碳”路径必须考虑的问题，是国际谈判、国际规则制定的科学依据。郭正堂指出，当前，气候系统对二氧化碳的敏感度尚属科学难题，未来碳排放空间估算仍有较大的不确定性，气候变化和碳循环如何互馈、二氧化碳增加背景下未来气候走向能否真正确定、极端气候事件的类型和成因等尚需进一步研究，“关注这些科学问题，可助力破解基础科学难题。”

能源结构转型是实现“双碳”目标的核心。但目前对地学清洁能源与地质储能问题的认识和研究在系统性、精准性上仍需进一步深化。以地热能为例，有学者估计我国地热资源占全球地热资源总量的六分之一，然而我们对浅层地热能如何增效、中层地热能如何规模化利用、深层地热能如何开发利用等问题的理论研究还不够，技术瓶颈还有待突破，亟待开展岩石圈-环境相互作用等相关研究。

地球科学能为“双碳”目标作出巨大贡献的另一个领域则是地质-生态系统固碳。我国在油田驱油驱气方面颇有成效，但二氧化碳地质封存的基础研究仍有待加强。郭正堂表示，“不应只把固碳作为碳中和的保底措施，低成本固碳可以形成产业；加强地质-生态碳汇研究可有效降低产业升级的成本。”

对于我国如何更好地实现“双碳”目标，郭正堂强调，因地制宜是关键。他建议，至少应从全球、全国以及区域三个层面综合考虑“双碳”路径研究，结合数值模拟与决策支持系统走中国的“双碳”之路。（作者：林禹彤）