前車之鑒！重視這份來自3億年前的環保警訊

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現，3億年前晚古生代大冰期時期發生的一次巨量碳排放事件，對地球環境產生了巨大的影響。研究成果發表在科學期刊《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百萬年以來最高值

從遠古時期起，地球的氣候和環境一直在發生著變化。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，被環南極洋流環抱，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，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展階段，作為一種新型的地質營力，人類正在對地球環境產生越來越大的影響，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，人類的生產活動則進一步推動了溫室效應的放大。”

數據顯示，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，甚至是數百萬年以來的最高值，溫室效應日益顯現。此外，監測顯示，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，生物多樣性也呈下降趨勢。”馮偉民強調，當前，人類可持續發展能否如愿進行下去，關鍵是如何預測地球未來將呈現怎樣的變化趨勢，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現了國際上罕見的連續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，用全球碳循環模型對碳排放量及碳源進行了數值模擬研究，并利用耦合的碳—鈾模型計算出當時全球海洋缺氧程度。“科研團隊還利用更綜合的地球系統模型進行數據模擬，最終建立了該事件中碳排放與海洋缺氧面積的關聯機制。”

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生一次巨量的碳排放，超過9萬億噸碳在30萬年內排向大氣，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顯著下降。

此外，科研團隊又通過比較地質歷史中不同氣候環境下的碳排放事件，及其引起的全球變暖和海洋缺氧狀態發現，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更嚴重的缺氧狀態，從而對海洋生物多樣性下降產生關鍵性的影響。

“遠古的史實，為今日人類如何應對未來可能發生的極端環境突變及生物多樣性的變化發出了警訊，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保對地球可持續發展的重要性，從而盡可能地避免“重蹈覆轍”。