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無論是之前的“亞馬遜雨林火災(zāi)”，“澳大利亞山火”，還是近期的“北極甲烷大爆發(fā)”，“珠穆朗瑪峰長草”......

所有的事件都將一個(gè)話題推上了熱門——地球升溫，溫室效應(yīng)。

在地球幾十億年的演化過程中，“升溫的現(xiàn)象”絕不是第一次出現(xiàn)。

有些人說：“和過去的溫度相比，現(xiàn)在的溫度升高根本不算什么！”

但真的是這樣么？

為了了解真相，我們不妨回到過去。去看一看距離我們最近的，另一次“全球大升溫”的真貌！

它究竟是如何發(fā)生的？又帶來了什么影響呢？

第

則

這一切始于5600萬年前，古新世末期。

一場時(shí)長20萬年的“氣候變暖事件”就這樣發(fā)生了，它的開始和結(jié)束一樣：突然而神秘。

而這場發(fā)生于不久之前（就地質(zhì)時(shí)代而言）的事件所導(dǎo)致的結(jié)果：

世界變暖的程度——是人類從未見過的。

那時(shí)候，生命還處在白堊紀(jì)-古近紀(jì)滅絕事件后的恢復(fù)期中，該次事件導(dǎo)致了非鳥類恐龍的滅絕。

以今天的標(biāo)準(zhǔn)來看，當(dāng)時(shí)的天氣已經(jīng)很暖和了。沒有極地冰蓋，這意味著海平面比現(xiàn)在要高得多。而大陸，剛剛開始呈現(xiàn)熟悉的狀態(tài)——被溫帶森林、沙漠和赤道附近的熱帶雨林帶等棲息地所覆蓋。

但這種環(huán)境并沒有維持太久。

在接下來不到2萬年的時(shí)間里，全球平均氣溫上升了5到8攝氏度。

高緯度地區(qū)的升溫幅度最大。所以，在兩極，陸地上的溫度平均達(dá)到了23度，而海洋的溫度達(dá)到了溫暖的20度。這意味著你可以在南極洲周圍的海洋里舒服地游泳!

這一顯著而突然的變暖事件被稱為“古新世-始新世極熱”(PETM)，它對地球上的生命產(chǎn)生了巨大的影響。

當(dāng)古新世-始新世極熱時(shí)期達(dá)到頂峰時(shí)，雨林的擴(kuò)張比以往任何時(shí)候都要大得多。

來自北美、歐洲和亞洲的化石揭示了豐富的植物棲息地，這些棲息地與熱帶雨林有關(guān)——盡管這些森林根本不在熱帶附近。

例如，北至遙遠(yuǎn)的美國懷俄明州都發(fā)現(xiàn)了棕櫚葉化石。而在北極圈內(nèi)的一些地方，如加拿大的埃爾斯米爾島，有蕨類植物、紅杉和銀杏的跡象。

那么，為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢?

第

則

我們可以在古代沉積物中找到最好的線索。

從美國馬里蘭到南極洲的海洋沉積物樣本顯示，大約5600萬年前，海洋中二氧化碳和其他溫室氣體的含量突然激增。

從沉積物中發(fā)現(xiàn)的碳的類型來判斷，這些氣體很可能來自于有機(jī)物，比如植物。

植物像大多數(shù)生物一樣，富含碳-12，而不是更重的同位素，如碳-13。所以，這種生物碳與從未成為生物體一部分的碳相比，具有不同的特征。

而在PETM開始時(shí)期的沉積物中，與碳-12相比，碳-13的比例突然大幅下降。這意味著大量的生物碳以二氧化碳、甲烷和其他氣體的形式突然釋放到大氣中。

但是，這些氣體具體是從哪里來的呢?

有一種假設(shè)是，大量的森林大火釋放出大量的二氧化碳，而這些二氧化碳本就被封存在植物中。

而另一種模型認(rèn)為，巨大的煤層暴露在火山活動的高溫下，會釋放出植物化石中的碳。

又或者，可能是一個(gè)溫和的變暖事件，通過融化一種叫做甲烷水合物的化合物，觸發(fā)了溫室氣體的釋放。

甲烷水合物類似于冰，但它含有被水分子困住的甲烷分子。而水合物通常是穩(wěn)定的，只要它們在很大的壓力下，比如在海洋深處；或者它們保持低溫，比如在永久凍土中。

但是如果這些地方變暖，水合物就會融化，釋放出大量的甲烷，這是一種比二氧化碳更強(qiáng)的溫室氣體。而氣候變暖的程度越高，融化的程度就越深，溫室氣體的排放量也就越大，形成了一個(gè)惡性循環(huán)。

一項(xiàng)對北極海洋沉積物的研究表明，在古新世-始新世極熱時(shí)期的高峰時(shí)期，至少在4000年的時(shí)間里，每年有多達(dá)17億噸的碳被釋放到大氣中。

而對美國新澤西州沉積物的類似研究表明，這一數(shù)字約為11億噸。

古新世-始新世極熱時(shí)期的高峰時(shí)期碳排放量

現(xiàn)在，將其與今天釋放的碳量進(jìn)行比較。僅2014年，碳排放量就達(dá)到98億噸。

所以，5600萬年前，碳的釋放速度比現(xiàn)在要慢，但這些排放持續(xù)了至少數(shù)千年，這足以產(chǎn)生強(qiáng)大的溫室效應(yīng)。

由于大氣中的碳含量超過了植物的吸收能力，地球開始迅速變化。

碳排放量對比

在許多地方，濕熱交加的氣候造就了大片的熱帶雨林。

在這些溫暖的森林里生長的動物中有爬行動物。鱷魚和烏龜?shù)幕瘞缀蹩梢栽诠判率?始新世極熱時(shí)期的每一塊化石床上找到——甚至在加拿大和格陵蘭的極地森林里也能找到。

而事實(shí)上，最早的靈長類動物出現(xiàn)在化石記錄中，就是在5600萬年前，PETM開始騰飛的時(shí)候。

它們很快就適應(yīng)了這個(gè)被樹木覆蓋的世界，發(fā)展出向前看的眼睛，指甲代替了爪子，和相對的拇指。這些特征賦予了靈長類動物如此強(qiáng)大的優(yōu)勢，以至于在5300萬年前，它們可以在整個(gè)北半球被發(fā)現(xiàn)。

靈長類動物

然而，此時(shí)在溫室地球上的海洋中又是另一番境況......

在赤道，海洋的溫度高得令人難以忍受，有時(shí)高達(dá)36度，幾乎和你在浴缸里的平均溫度一樣熱！

對于許多種類的浮游生物來說，實(shí)在是太熱了，而這些浮游生物過去和現(xiàn)在都是大多數(shù)海洋食物網(wǎng)的基礎(chǔ)。

而高二氧化碳水平的一個(gè)更具破壞性的副作用是海洋酸化。

當(dāng)海水吸收二氧化碳時(shí)，它會變得更酸，這就消耗了水中碳酸鹽的濃度——許多生物用來建造外殼和其他結(jié)構(gòu)的化合物。

在深海的巖芯樣本中仍然可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)海洋酸化所帶來的影響。

氣候變暖之前的沉積物通常顏色較淡，因?yàn)樗鼈兏缓詈Ｓ锌紫x類的骨骼。（有孔蟲是一種微小的原生動物，可以形成碳酸鈣外殼。在有孔蟲豐富的地方，它們的外殼化石將海底變成白色。）

但當(dāng)海洋變得更酸時(shí)，大多數(shù)有孔蟲消失，沉積物變黑。而在古新世-始新世極熱時(shí)期，30%-50%的有孔蟲物種滅絕。

深海巖芯樣本

酸化現(xiàn)象同樣也阻礙了硬珊瑚的生長，硬珊瑚也需要碳酸鹽來建造骨架。因此，在古新世-始新世極熱時(shí)期和之后的數(shù)百萬年里，大型復(fù)雜的珊瑚礁幾乎從化石記錄中消失了。

總而言之，地球上的古新世-始新世極熱時(shí)期十分特別——對我們哺乳動物來說是一個(gè)重要的時(shí)期，但對一些海洋生物來說卻是一個(gè)重大的損失。

第

則

幾十萬年過去了，古新世-始新世極熱事件開始走向尾聲。

在始新世時(shí)期，氣候逐漸變冷。盡管氣溫偶爾會再次升高，但從未達(dá)到最高溫度的極限。

氣溫持續(xù)下降——下降的幅度如此之大，以至于在3400萬年前，極地冰蓋已經(jīng)開始形成。

到目前為止，導(dǎo)致古新世-始新世極熱時(shí)期結(jié)束的最初冷卻的原因仍然是個(gè)謎。但科學(xué)家們對此的研究也并非一無所獲，他們認(rèn)為：答案可能和植物有關(guān)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，可以追溯到4900萬年前始新世早期的北極沉積物中，含有大量被稱為Azolla的水生蕨類化石。

這些植物生長在當(dāng)時(shí)溫暖的北極，但隨著環(huán)境的變化，它們滅絕了?？茖W(xué)家認(rèn)為，當(dāng)它們沉入海底時(shí)，帶走了大量的碳，導(dǎo)致溫度進(jìn)一步下降。

盡管古新世-始新世極熱事件仍有許多謎團(tuán)未解，但它確實(shí)向我們展示了氣候變化對地球上生命的影響是多么兩極分化。

我們在前文提到過：古新世-始新世極熱時(shí)期，地球變暖的程度比人類迄今所見的還要嚴(yán)重。

這是否意味著，目前地球的升溫狀態(tài)還很樂觀？

當(dāng)然不是！

近年來，每年的碳排放量比古新世-始新世極熱時(shí)期的峰值要高出五倍多！僅僅在過去的一百年里，全球平均氣溫就上升了0.7攝氏度！

而在古新世-始新世極熱時(shí)期，溫度上升到這個(gè)程度可能需要數(shù)千年的時(shí)間。

因此，我們可以知道的是，雖然地球的溫度還未達(dá)到過去的峰值，但它變暖的速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了古新世-始新世極熱時(shí)期！

極熱時(shí)期所發(fā)生的一切都在告訴我們：

氣候變化的影響是多么的極端！

如果我們再不采取措施，誰知道未來的溫度又會給人類帶來什么影響？

參考視頻：

The Last Time the Globe Warmed

轉(zhuǎn)自桔燈勘探

地理蹊

地理愛好者的家園

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