如果超级火山喷出令人窒息的二氧化碳云，即使影响是致命的和毁灭性的，地球的大气层最终会恢复正常。那么，所有这些温室气体最终会到哪里去呢?
事实证明，地球表面隐藏着一个天然的空气过滤器。
当然，植物也发挥着作用，吸收二氧化碳进行光合作用。但还有一个更大的控制机制:地球本身。空气中的二氧化碳可以风化地下的某些矿物质。在这个过程中，这些矿物质与二氧化碳反应并将其从大气中吸出。
地质学家很早就知道这种空气过滤器，但他们还没有掌握它的工作原理。现在，科学家们有证据证明是什么在全球范围内控制这一过程:如果天气温暖多雨，这些矿物质风化得更快。
“每个人都想了解地球是如何运作的，”宾夕法尼亚州立大学的地质学家苏珊·布兰特利(Susan Brantley)说。Brantley和她的同事今天在杂志上发表了他们的证据。
风化是指岩石和矿物在暴露于自然元素(水、热、微生物和植物，随便举几个例子)下变质。(风化并不是侵蚀，后者涉及运动，比如风或流水会卷起岩石碎屑，并将它们扔到其他地方。)作者集中研究了一种特定类型的风化作用，它是由涉及二氧化碳的化学反应引起的。
即便如此，这种气体也不会以同样的方式侵蚀所有的矿物质。根据它们的化学成分，有些可能会把二氧化碳吐回大气中。布兰特利和她的同事们研究了一组被称为硅酸盐的矿物，其分子中含有硅和氧原子。硅酸盐矿物与二氧化碳发生反应，并将其储存在地下，有时也储存在水中。幸运的是，这些化合物非常丰富:氧和硅是地壳中最常见的两种元素。
作者想回答一个问题:硅酸盐矿物风化的速度有多快，随着环境的变化，这种属性是如何变化的?
答案并不简单。化学反应不会引起世界上所有的风化作用;地质学家很难将化学风化作用与生物活动或地下水渗透区分开。
由于这种复杂性，地质学家发现，化学风化作用在室外土壤中的发生似乎比在受控实验室中要慢得多。这是一个有问题的差异。用布兰特利的话来说，“如果你连自己的烧杯都无法推断出实验室外的溪流，我们又怎么能推断出地球呢?”
幸运的是，Brantley和他的同事并不是唯一对这个问题感兴趣的研究人员。他们在当地和区域范围内进行了数十年的研究。他们可以看看实验室里做的实验。他们可以缩小视野，观察土壤的风化情况。他们可以进一步缩小范围，找到研究风化作用如何影响整个河流系统的研究。
分析这些数据，他们可以进一步放大，并估计全球趋势。
布兰特利的研究小组发现，随着温度的升高，风化作用也随之升温。同样，在寒冷的天气里，风化作用也会减慢。但温暖并不是他们发现的唯一因素。如果地面没有运动——如果移动岩石的侵蚀减少，或者形成流动水的降雨减少，风化作用就会减慢。
“这是一个非常详细的分析，”德克萨斯农工大学的环境工程师Salvatore Calabrese说，他不是这篇论文的作者。
牛津大学的地质学家鲍勃·辛顿(Bob Hinton)也不是这篇论文的作者，他说:“它能够将实地研究和实验室研究结合起来，得出连贯的信息。”
根据布兰特利的说法，这一发现无疑有助于地质学家研究地球的过去，回溯火山爆发和回归正常的漫长历史。假设他们的模型是准确的，地质学家确实可以回溯到很久以前。例如，他们可以检查保存了数十亿年的土壤，并对其大气层做出有根据的猜测。
就目前而言，火山喷发出的温室气体与人类燃烧化石燃料排放的温室气体相比只是九牛一毛。这就提出了另一个问题:如果我们知道风化作用可以使空气脱碳，那么为什么我们不能加速这一过程呢?
碰巧，科学家和工程师们已经在研究这个问题:他们称之为增强风化作用。按照他们的设想，这一过程可能需要在海洋上或大片土地上撒上一块岩石碎屑。人们希望，如果在全球大片农田上进行开采，岩石中的矿物质将减少全球二氧化碳的排放量。(当然，这样做可能意味着从某个地方开采岩石，并可能使人们暴露在岩石粉尘中。)
这是一个新想法，目前主要局限于实验室。一些实验已经评估了它在土壤和植物存在的情况下是如何工作的，比如卡拉布雷斯和他的同事在热带森林的小块土地上进行的测试。他说:“你可以进行一些测量，但你无法真正了解整个森林将会发生什么。”
这意味着风化作用增强论的支持者面临着许多与Brantley等地质学家相同的未知问题。他们知道实验室里发生了什么，但他们不知道这个过程如何与现实世界的土壤相互作用。他们不知道他们的观察结果是否会随着区域的大小而变化。
这意味着，布兰特利的发现可以为未来的增强风化研究提供信息:例如，将研究人员引向水源充足的地方。卡拉布雷斯说:“也许这是一个很好的参考，好吧，也许我们可以做一些类似的事情”，以使增强风化更有效。
对布兰特利来说，她对风化作用背后的其他因素(即生命体)比对增强风化作用更感兴趣。生命可以促进风化作用:微生物可以操纵周围的矿物质。与此同时，生物也能减缓它的速度——例如，一棵树可以把自己的根扎进岩石里，使岩石稳定下来。
Hinton同意地质学家现在应该研究微生物在做什么。
辛顿说:“它们可能是这种温度反应的一部分驱动因素。”“所以，了解它们是如何工作的，它们是如何运作的，真的很重要。”
