1856年，一位几乎被历史遗忘的美国科学家尤尼斯·富特（Eunice Foote），发现了非凡的能力一种微小的透明分子二氧化碳，用来吸收热量。
通过一个简单的实验，她正确地推断出含有 CO 的大气2将“给我们的地球带来更高的温度”——描述全球变暖的驱动力并提供早期思考的分子机制关于是什么让我们的星球保持温暖。
160 多年后的今天，科学家们意识到这个故事还有更多的含义。一氧化碳的原因2之所以如此擅长捕获热量，本质上可以归结为三原子分子吸收太阳红外辐射时的振动方式。
哈佛大学行星科学家罗宾·华兹华斯（Robin Wordsworth）及其同事表示：“这非常了不起”在他们的新预印本中写下，“在一个普通的三原子分子中明显偶然的量子共振在地质时期对我们星球的气候产生了如此大的影响，并且也将有助于确定未来由于人类活动而导致的变暖。”
当受到特定波长的入射光线照射时，CO2分子并不像你想象的那样作为一个固定的单位晃动。相反，CO2分子由一个碳原子和两个氧原子组成，以某种方式弯曲和拉伸。
如下图所示，两个氧原子可以向外伸展，中心碳原子可能会也可能不会，或者碳原子可以绕分子的主轴旋转，使其弯曲。
其中两种振动模式的偶然排列会在 CO 中产生一种量子嗡嗡声2分子称为费米共振，可以使分子振动更大。
反过来，这又扩大了二氧化碳吸收的辐射范围2，如华兹华斯在采访中解释和新科学家的亚历克斯·威尔金斯。“这种范围的扩大对于理解为什么二氧化碳是一种重要的温室气体非常关键，”他说。
你可以把费米共振想象成由两个重物组成的摆连接到同一根绳子：当它们摆动时，它们会努力增强彼此运动的幅度。
其他研究有最近估计CO 的费米共振2其总变暖效应的一半左右，也称为辐射强迫。
但从 CO 的基本特性开始2华兹华斯及其同事使用一系列混合了分子的方程描述了分子的振动状态与其随后捕获的额外热量之间的相互作用光谱学（分子的吸收模式）和气候物理学。
“如果需要的话，这一结果提供了进一步的证据，证明全球变暖和全球变暖的物理学具有坚如磐石的基础。”，华兹华斯及其同事写在他们的预印本中，该预印本已在 arXiv 之前发布。
除了简单解释 CO 如何2研究小组表示，他们的方程还可以帮助科学家快速估计在其他行星大气中检测到的不同温室气体混合物的变暖潜力，以了解它们的外国气候。
研究人员表示：“这可能是一种特别有用的方法，可以增强直觉并为复杂气候模型的结果提供现实检验。”建议。
然而，他们的计算不包括 CO 的任何重叠2与其他吸热温室气体，例如或云的辐射效应，云也反射阳光，因此它们可能需要进一步调整。
就目前而言，该团队的工作灌输了对微小、透明的二氧化碳的新认识——二氧化碳是我们生命所依赖的致命分子。
“人们可以想象，CO 的量子结构存在微小差异2，这种共振可能会被改变或抑制，我们星球气候的过去和未来的演变将会非常不同，”研究人员得出结论。
该研究已被接受在即将出版的一期杂志上发表行星科学杂志。在那之前，您可以阅读预印本版本位于 arXiv.org。
