本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映的是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
1940年，一位紐約病理學家受到一起悲慘事故的啟發，構思了一種完美的謀殺場景。
他的想法基於五名碼頭工人的死亡，他們的屍體是在停靠在東河的一艘汽船的貨艙中發現的。這艘船運載著來自密歇根州的櫻桃。這些男人一直睡在存放水果的房間裡，當開始解除安裝櫻桃時，他們的同事震驚地發現，這五個人都死在床上。
當紐約市法醫辦公室的調查人員趕到時，他們發現水果是透過在儲存區域放置大型“乾冰”容器來冷藏的。
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乾冰當然根本不是冰，而是固體形式的二氧化碳（CO2），它看起來像令人驚歎的冰冷磨砂玻璃塊。在標準大氣壓下，水（H2O）冰在溫度降至32°F以下時會凍結。二氧化碳在−109.3°F時固化（稱為沉積的過程）。
當它變暖時——例如，當它放在水果儲藏區時——它開始恢復到氣態，這種轉變稱為相變。固體塊會收縮，而不會像融化的水冰那樣滲出水分，因此得名乾冰（由
美國乾冰公司於 1924 年獲得專利）。相反，周圍的空氣中會穩定地滲出氣體。通常這沒什麼可擔心的——與它的化學表親一氧化碳 (CO) 不同，二氧化碳沒有劇毒——事實上，從乾冰中升起的寒冷蒸汽已被用於在劇院和萬聖節派對等場所營造霧氣效果。
但存在風險。二氧化碳比富含氧氣的空氣更重，並且尤其在封閉空間內，基本上可以取代可呼吸的大氣，像一層看不見但令人窒息的毯子一樣沉降到周圍環境中。
這就是該市的法醫意識到他們的死去的碼頭工人身上發生的事情。助理法醫愛德華·馬滕斯在其 1940 年的著作《醫生看死亡》中解釋說，這些人的血液“充滿了二氧化碳，這些人顯然是死於窒息”。
不過，他補充說，在血液中發現二氧化碳只是解決難題的一部分。二氧化碳總是天然存在於人體血液中。它是我們代謝氧氣的一種副產品，當它積累時，我們會將其撥出。如果一個人因窒息而被謀殺而無法呼氣，氣體也會在血液中積累：“如果這些人被例如用枕頭捂住嘴窒息而死，也會發現完全相同的屍檢結果。”
“這提出了一種相當有趣的謀殺方法可能性，這種方法將極難被發現，”醫生愛德華·馬滕繼續說道。“我把它轉達給偵探故事的作者，僅供參考。”在他的設想中，一個睡著或醉酒嚴重的人在床上睡覺。兇手將一個裝滿乾冰的桶放在地板上，關上所有窗戶，並在離開時緊緊關上門。幾個小時內，受害者窒息而死。當其他人開啟門時，正常的空氣會重新充滿房間，帶走所有謀殺武器的痕跡：“訣竅在於乾冰蒸發後不會留下任何痕跡，因此調查的偵探除了一個乾燥且完全空的桶之外，什麼也找不到。”
不過，馬滕認為，這對小說作家來說是一個比現實生活中的殺手更好的提示。乾冰的購買很容易追蹤，這種材料非常冷，如果處理不當會引起凍傷，而且幾乎不可能找到一個完全密閉的房間。而且，畢竟，有人可能會對那個位置奇特的空桶感到好奇。
儘管如此，我想借此機會向二氧化碳致敬，它是地球上最重要——也是最危險的氣體之一。我們傾向於將其致命潛力與它的有毒化學表親進行對比來降低其致命潛力，
一氧化碳(CO)。由於其能夠阻止血液迴圈中的氧氣，估計每年有大約 500 人在美國因從故障加熱器、發電機、意外開啟的汽車、熔爐和其他燃油機械洩漏的一氧化碳而死亡，並有成千上萬的人被送往醫生和醫院。
從左到右：二氧化碳、一氧化碳和碳酸。
我們傾向於不把二氧化碳視為真正的毒藥，因為我們反而關注它可能而且確實會造成的其他所有麻煩。如今，它最廣為人知的是一種
“溫室氣體”，因為它能夠將熱量滯留在大氣中。大量研究發現，由於人類活動（從工業燃燒富含碳的燃料到森林砍伐到農業實踐），二氧化碳的水平穩步上升。例如，美國環境保護署估計，2005 年，“全球大氣中二氧化碳的濃度比工業革命前高出 35%。”儘管其他氣體也與目前人為導致的氣候變化情景有關，但許多人認為二氧化碳是最重要的因素。
當然，即使這樣也並沒有完全說明二氧化碳改變環境的方式。例如，科學家計算出我們的海洋吸收了人類活動產生的大部分氣體。不幸的是，當你將二氧化碳溶解到水中時，你很自然地最終會得到化合物 H2CO3，更廣為人知的是
碳酸。如果你不認識它，它是碳痠軟飲料中發現的相當弱的酸（儘管它並沒有弱到無數中學生沒有研究過它對從牙齒到凸耳螺母的一切的腐蝕作用的程度）。
因此，海洋生物學家對
海洋的酸化加劇表示擔憂，這並不奇怪。我發現的一份最近的報告評估了預測的碳酸水平升高對加州貽貝的影響，發現它們的貝殼明顯變薄，整體尺寸減小。挪威科學家進行的一項研究還發現貽貝幼蟲的整體尺寸減小，但希望地表明，如果像可能的那樣，只有較大的幼蟲才能存活下來，那麼這種影響可能會得到緩解。當然，正如美國國家科學基金會最近的一份報告得出的結論，從珊瑚到海洋藻類，貽貝並非唯一處於危險中的物種。
這只是在說，我們正在深入研究一個全球性的化學實驗，其中包含一種自然界最重要、最麻煩且偶爾致命的化學化合物。
事實上，有很多理由讓我們應該尊重二氧化碳，即使沒有戒心。
而且，當然，人們會在潛意識層面發現這種反應。一個相當
有趣的實驗幾年前發現，僅吸入少量二氧化碳就會引發小鼠的恐懼反應。關於人類恐慌症與二氧化碳吸入之間關係的研究同樣引人入勝。遠不只是我在紐約的謀殺場景，有相當可怕的證據表明，偶爾這可能是一種令人恐慌的氣體。
最好的例子來自一個真實的事件，1986 年夏天在喀麥隆
尼奧斯湖發生了一次災難性的二氧化碳自然釋放。在這美麗的湖泊下方，地熱滲漏將二氧化碳釋放到深湖水中，通常由於壓力和寒冷而被困在底部附近。但在這種情況下，顯然，湖水中的氣體變得過飽和，1986 年 8 月 21 日，湖水有效地翻轉過來，二氧化碳爆炸性地向上噴發，尼奧斯湖的水域由於鐵沉積物被攪動而呈現出驚人的紅色。迅速釋放的氣體以令人窒息的層沉降到湖泊周圍的山谷中。如此多的人死亡——估計總數為 1746 人——以至於最終網站 Snopes.com 不得不進行調查。Snopes 報告說，該事件是真實的，事實上，這並非在喀麥隆湖泊因二氧化碳滲漏導致窒息死亡的唯一案例。事實上，自那時以來，已採取了措施將氣體排出湖泊。
當然，這又讓我回到了策劃二氧化碳謀殺。
幾年前，我在研究
20 世紀早期的法醫毒理學時發現了馬滕斯的理論和他早已絕版的書。起初，我只是喜歡它的不可能，一個法醫策劃了一起據稱無法破解的謀殺案。但讓我印象深刻的是它隱含的資訊——我們討論的是一種危險的化合物。
當我們深入到全球實驗中，大大增加我們環境中的二氧化碳量時，這是值得記住的資訊。對於那些沒有認真對待這項實驗的人——在我看來，仍然太多了——這提醒他們現在應該開始這樣做。對於那些不需要提醒更大的二氧化碳前景的人，我想我仍然可以傳達至少一個有用的提示——以防陌生人拿著一桶桶乾冰，睡覺時開啟窗戶。
圖片：1. 乾冰汽化，2. 切片乾冰，3. 乾冰昇華，4. 二氧化碳（模型），5. 一氧化碳（模型），6. 碳酸（模型），7. 二氧化碳排放，8. 海洋酸化圖，9. 尼奧斯湖
* 如果標題聽起來很熟悉但您又不太確定，請檢視。
關於作者：黛博拉·布盧姆是一位普利策獎獲獎科學作家，也是暢銷書《投毒者手冊：爵士時代紐約的謀殺案與法醫學的誕生》的作者。她是威斯康星大學科學新聞學教授，並在 Speakeasy Science 部落格上撰寫關於化學文化的文章。
文中表達的觀點僅代表作者個人，不一定代表《大眾科學》的觀點。