前車之鑒！重視這份來自3億年前的環(huán)保警訊

文／本刊記者 陳 杰

當前，人類對過量二氧化碳排放的危害已經(jīng)有了足夠的認知，但減排并非易事。如果人類不能有效減少二氧化碳的排放，未來地球究竟會形成怎樣的變化趨勢？科學家們正通過地球歷史的冰室氣候研究來尋找答案。

5月9日，科普時報記者從中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所獲悉，由該研究所與南京大學、美國加州大學戴維斯分校等合作的科研團隊，通過研究地球歷史的冰室氣候發(fā)現(xiàn)，3億年前晚古生代大冰期時期發(fā)生的一次巨量碳排放事件，對地球環(huán)境產(chǎn)生了巨大的影響。研究成果發(fā)表在科學期刊《美國科學院院報》上。

溫室效應凸顯，大氣中二氧化碳含量達數(shù)百萬年以來最高值

從遠古時期起，地球的氣候和環(huán)境一直在發(fā)生著變化。在告別了中生代恐龍時代進入新生代后，地球曾有一段氣溫顯著上升的時期。但隨著古岡瓦納大陸分崩離析，南極大陸孤懸南極，被環(huán)南極洋流環(huán)抱，而與眾大陸隔洋相望，得不到南下暖流的熱量補給。同時，受地理所限南極成為太陽光照射最弱的地區(qū)，因而南極大陸最終形成了巨厚的冰蓋。從此，地球進入了氣候不斷變冷的進程，并在距今258萬年前，開始了地球史上新一輪大冰期，即所謂第四紀冰期。

中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽館長馮偉民告訴記者，人類正是在此大背景之下，從非洲大草原走向世界。而隨著人類演化進入社會化的發(fā)展階段，作為一種新型的地質(zhì)營力，人類正在對地球環(huán)境產(chǎn)生越來越大的影響，以至于成為加速地球演化的關鍵力量。“當今的地球恰處在大冰期中的間冰期階段，人類的生產(chǎn)活動則進一步推動了溫室效應的放大?！?/p>

數(shù)據(jù)顯示，自1750年以來，人類活動已累計向大氣中釋放了約5.55×1011噸的二氧化碳，使大氣中二氧化碳的含量上升到至少8萬年，甚至是數(shù)百萬年以來的最高值，溫室效應日益顯現(xiàn)。此外，監(jiān)測顯示，美國、加拿大、俄羅斯、中國、日本等國與歐洲的上空，臭氧層也在變薄。

“溫室效應的加劇，讓地球的極端氣候明顯增多，導致各類自然災害頻發(fā)，生物多樣性也呈下降趨勢?！瘪T偉民強調(diào)，當前，人類可持續(xù)發(fā)展能否如愿進行下去，關鍵是如何預測地球未來將呈現(xiàn)怎樣的變化趨勢，而這樣的趨勢往往承繼或重演著地球過去的歷史。所以，以史為鑒應該成為認知地球演化的一個重要視角。

避免“重蹈覆轍”，人類需要以史為鑒低碳環(huán)保

近十年來，科學家對我國華南石炭紀地層開展了地層學、古生物學、沉積學、沉積地球化學和數(shù)值模擬等多學科的綜合研究。此次科研團隊還在貴州羅甸納慶剖面發(fā)現(xiàn)了國際上罕見的連續(xù)出露的石炭紀海相地層，完整記錄了石炭紀晚期海水的地球化學信息。

馮偉民介紹說，科研團隊通過對采集精度達厘米級的剖面樣本，進行了碳和鈾同位素及主微量元素等測試分析，用全球碳循環(huán)模型對碳排放量及碳源進行了數(shù)值模擬研究，并利用耦合的碳—鈾模型計算出當時全球海洋缺氧程度?！翱蒲袌F隊還利用更綜合的地球系統(tǒng)模型進行數(shù)據(jù)模擬，最終建立了該事件中碳排放與海洋缺氧面積的關聯(lián)機制?！?/p>

科研團隊的研究結果表明，在約3.04億年前石炭紀晚期冰室氣候下曾發(fā)生一次巨量的碳排放，超過9萬億噸碳在30萬年內(nèi)排向大氣，從而引起了當時全球氣候的顯著變暖，海水表面溫度升高約4℃，全球海洋缺氧面積擴張至18%，進而造成海洋生物多樣性在短期內(nèi)顯著下降。

此外，科研團隊又通過比較地質(zhì)歷史中不同氣候環(huán)境下的碳排放事件，及其引起的全球變暖和海洋缺氧狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，在同樣的碳排放速率下，相較于溫室氣候，冰室氣候下的海洋可能會出現(xiàn)更嚴重的缺氧狀態(tài)，從而對海洋生物多樣性下降產(chǎn)生關鍵性的影響。

“遠古的史實，為今日人類如何應對未來可能發(fā)生的極端環(huán)境突變及生物多樣性的變化發(fā)出了警訊，并且提供了一份值得認真借鑒的參考。”馮偉民提醒說，3億年前的巨量碳排放事件應該讓我們警醒，人類需要充分了解低碳環(huán)保對地球可持續(xù)發(fā)展的重要性，從而盡可能地避免“重蹈覆轍”。