原標(biāo)題：先來了解5500萬年前的神秘高溫事件

來源：成都商報電子版

先來了解5500萬年前的神秘高溫事件

在計算機的模擬計算中，古新世-始新世極熱事件期間大氣中二氧化碳濃度從百萬分之八百增加到了兩千以上

今天，聯(lián)合國《生物多樣性公約》締約方大會第十五次會議(COP15)第一階段會議將在云南省昆明市拉開序幕。

2021年正值全球生態(tài)環(huán)境遭氣候變暖影響凸顯之際，本次會議無疑是聯(lián)合國最重要的一次會議。在大會開啟之際，外界最關(guān)注的是：全球變暖究竟對地球、人類以及其他生物意味著什么？讓我們回到大約5500萬年前，一起感受“古新世·始新世極熱事件時期(PETM)”，或許能讓當(dāng)下的我們有所啟示。

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PETM始于恐龍滅絕后的1000萬年

在恐龍大滅絕的1000萬年后，全球平均氣溫突然出現(xiàn)急劇攀升，在這段被稱為“古新世·始新世極熱事件時期(PETM)”中，溫室氣體的大規(guī)模排放導(dǎo)致全球氣溫升高了至少5度。

據(jù)悉，導(dǎo)致這場全球氣候變化的根源并非來自大氣，而是來自海洋之下。對此，有古生物學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家推測，在古新世或恐龍滅絕后的時期，全球氣候發(fā)生了一定程度的自然變暖，導(dǎo)致大量甲烷結(jié)晶沉積轉(zhuǎn)化為了氣體。海床將過量的甲烷氣體排放到水和空氣中，這種比二氧化碳更強的溫室氣體讓地球迅速變暖，導(dǎo)致平均溫度在不到2萬年的時間里飆升超12度，并在此后7萬多年的時間里保持穩(wěn)定水平，隨后又開始了漫長而緩慢的下降。

在這段全球氣候異常的時期，由于大氣和海洋的動蕩，全球生態(tài)環(huán)境發(fā)生了劇變：極地沒有冰，短吻鱷跑去北極附近雜草叢生的沼澤中定居；亞熱帶森林遍布大陸一路擴展至北緯地區(qū)；大部分深海生物滅絕，陸地動物減少并向北遷移到氣候較冷地區(qū)繁衍生息，包括靈長類等一些新動物群體開始在這里占有一席之地……

關(guān)于這段古老的“全球變暖”時期發(fā)生的一切，充分體現(xiàn)在了化石記錄之中。而眼下，在全球變暖加劇之際，這些記錄或許可以幫助人類了解其對生態(tài)環(huán)境的影響。

生物滅絕從海洋開始

在這場全球變暖中，海洋生態(tài)遭受了最致命的打擊。

從某種意義上說，地球上的海洋就像一個巨大的傳送帶。通常情況下，冷空氣和海水在南半球混合，形成密度大、溫度低的“深水”，并且不斷保持運動。然而，在更溫暖的PETM時期，高溫氣候?qū)е卤睒O降雨更多，從而削弱了洋流，改變了海洋生態(tài)環(huán)境。

在不到5000年的時間里，北大西洋的冷空氣和海水開始混合，水流的變化使海洋變暖。而更高的溫度加速了水中生物的新陳代謝，它們對食物的需求隨之增加。然而與之形成悖論的是，水溫越高，含氧量越少，這導(dǎo)致大量深海生物滅絕。簡而言之，溫暖的PETM時期將海洋生物置于一個艱難求生的境地：動物需要更多的食物來維持生存，而氧氣的缺乏則使生存環(huán)境更加惡劣，營養(yǎng)物質(zhì)也持續(xù)匱乏，破壞了海洋食物鏈。

這段氣候變化的影響持續(xù)了近10萬年，一些生物因無法跟上變化而滅亡。比如，一種名為“底棲有孔蟲”的深海物種，便因這種變化出現(xiàn)了一次大規(guī)模的死亡。

動物們在溫暖的森林里繁衍生息，形成了食草動物、食肉動物、雜食動物等新形態(tài)。然而，在PETM時期的高溫下，一些動物體型開始縮小，這與生物學(xué)家在如今的哺乳動物身上發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象相似。例如，在寒冷的氣候中，駝鹿通常比南方的同類重約80磅(約36.28公斤)。

與哺乳動物不同，對昆蟲而言，PETM時期無疑是個好時節(jié)，溫暖的氣候促使干燥的熱帶森林向北擴散。由于許多昆蟲屬于變溫動物(它們的體溫、生理需求與棲息地的氣候有關(guān))，氣候變暖為大量微小生物的出現(xiàn)打開了新大門。

這些證據(jù)都被保留在這個時期的化石之中。科學(xué)家稱，5000多塊來自PETM時期之前、期間和之后的植物化石顯示，昆蟲的數(shù)量和危害的多樣性都在上升。現(xiàn)在一部分昆蟲，如一些蚊子和蜱蟲等，已經(jīng)在適應(yīng)新的氣候環(huán)境，并向新的生活領(lǐng)域擴展。2019年的一項研究估計，到2080年，全球接觸蚊子傳播疾病的人數(shù)可能增加近10億。

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降水致全球氣候冰火兩重天

來自古新世海洋遺跡的化石表明，在靠近地表的地方，“更替”過程在PETM時期以極快的速度發(fā)生。

靠近海岸的淺水區(qū)，蝸牛和蛤蜊相繼死亡，但很快又被類似的軟體動物取代，這些軟體動物扮演著同樣的生態(tài)角色——篩沙、吃海藻。而其他物種的變化則來得更為劇烈，比如鱗鲀和河豚在經(jīng)歷一次大滅絕后，花了近2000萬年的時間才進化出足夠多的新物種，以恢復(fù)它們失去的多樣性。

而在赤道附近，與如今存活的珊瑚相似的珊瑚蟲消失了，被稱為“大型有孔蟲”的圓盤狀生物填補了它們的生態(tài)位，成為珊瑚礁的建造者，直至幾百萬年后海洋終于再度冷卻下來。

在PETM時期，氣溫上升導(dǎo)致全球雨水循環(huán)出現(xiàn)變化，為亞熱帶冠層的擴散提供了必要的幫助，從而產(chǎn)生了極地的沼澤森林。

在古新世-始新世前，地球中部附近蒸發(fā)的水形成了雨云，在熱帶地區(qū)和極緯度地區(qū)都有降水。然而，氣候變暖導(dǎo)致氣流的變化，使得更多的赤道水分在返回地球前，抵達了遙遠的南北極地區(qū)。這也是古代北極地區(qū)山核桃和柏樹得以生長的原因之一，這些植物為狐猴類、靈長類動物提供了攀爬的地方。

但降下的雨水總得有去處，在世界上的一些地方，潮濕天氣的激增意味著干旱地區(qū)的水分會蒸發(fā)掉更多。現(xiàn)如今的氣候變化可能產(chǎn)生了類似的影響，更潮濕的冬天已經(jīng)增加了歐洲西北部爆發(fā)破壞性洪水的頻率。與此同時，美國西南部正在一年比一年干旱。研究表明，到本世紀(jì)末，美國西南部地區(qū)的土壤將比現(xiàn)在還要干上10%至20%，旱災(zāi)的風(fēng)險至少增加20%。

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全球數(shù)百水域恐將倒退回PETM時期

在PETM時期之初，海洋溫度已經(jīng)很高了。例如，在變暖之前，古大西洋的赤道溫度為36.6度，比如今大西洋的溫度高出約8.8度。酷熱難耐的海水，使得深海失去了冷卻源，水里的氧氣水平下降。與此同時，全球變暖導(dǎo)致大量二氧化碳被海洋共吸收，這使得海水酸度急劇上升，很少有生命能在這樣令人窒息的地方生存。

不過，在古新世第三紀(jì)的化石沉積物中，古生物學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在赤道近38度的海水中，導(dǎo)致“赤潮”的微小有機體甲藻開始大量繁殖。眼下，全球各地區(qū)的水域正在應(yīng)對類似的情況：世界各地記錄了數(shù)百個所謂的“死亡區(qū)”，包括墨西哥灣和波羅的海等多個地點，面臨著倒退回“PETM時期”的風(fēng)險。

事實上，科學(xué)家經(jīng)常將PETM時期作為比較現(xiàn)代氣候變化的基準(zhǔn)。但有研究表明，由于當(dāng)下全球變暖的速度遠超恐龍滅絕后發(fā)生的任何氣候事件，因此我們與這一基準(zhǔn)持平的速度比此前預(yù)想更快。

2019年發(fā)布的一項研究發(fā)現(xiàn)顯示，人類如今向大氣中排放二氧化碳的速度是5600萬年前PETM時期的9到10倍。研究結(jié)果表明，如果碳排放量繼續(xù)上升，那么從人類開始使用化石燃料以來到2159年，排入大氣的二氧化碳總量可能會與PETM時期釋放的二氧化碳總量相當(dāng)。

成都商報-紅星新聞記者 徐緩

[責(zé)任編輯：楊凡、崔中連]

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