控制全球变暖程度有望减少7成物种灭绝

 

在地球46亿年的漫长演化过程中，从炙热的岩浆海到海洋覆盖于地球表面，从无氧大气环境到有氧大气环境，无论是板块构造运动主导的地球海陆变化，还是地幔岩浆活动引发的大规模火山喷发，都对地球气候系统产生了深远影响。

 

从地球有生命开始，大气二氧化碳含量一直处于波动之中，如今的大气二氧化碳含量在地球历史上处于中低水平。地质古生物研究显示，地球绝大部分时间内都属于“温室气候”，南北两极都没有常年的冰盖。也就是说，一般情况下的地球温度比现代高很多。

 

4亿多年前，海洋生物首次踏上陆地，彼时大气中二氧化碳浓度高达7000ppm。那时的地球环境跟现在完全不同，地表平均温度比现在高出10℃。距今3.8亿至3亿年前，随着陆地森林的扩张蔓延，大型植物繁盛，植物的根系深入地下并加速风化过程，把大气中的二氧化碳捕获存储进了石灰岩等岩石中。这最终在距今3亿年前引发了二氧化碳含量的大幅度下降，导致冰川时代的降临。距今3亿至2.5亿年前，地壳板块运动剧烈，火山活动频繁，再次将大量二氧化碳释放入大气，使其在空气中的浓度从400ppm猛增到1800ppm。此后，二氧化碳含量再次缓慢下降。

 

到了300万年前，大气中二氧化碳浓度和今天的浓度差不多，约为400ppm。自此之后，二氧化碳浓度呈缓慢下降趋势。在第一次工业革命爆发前的1万年内，二氧化碳浓度维持在280ppm左右。工业革命之后，二氧化碳浓度再次开始上升，尤其是最近100年增速飞快，2020年大气中二氧化碳浓度已高达412.48ppm。

 

在地球生命史上，几次重大的生物进化事件都与气候温暖密切关联。距今5亿多年前的寒武纪，尤其是奥陶纪，由于气候温暖、海侵广泛，接连发生了寒武纪生命大爆发和奥陶纪生命大辐射，这些事件一举奠定了显生宙生物多样性演化格局。

 

中生代气候总体处于温暖状态，全球通常只有热带、亚热带和温带的差异。当时爬行动物繁盛，在三叠纪实现了海陆空全面演化，陆地恐龙、海里鱼龙、天空翼龙成就了生命史上巨龙演化的宏伟场景。有研究表明，在距今约9000万年前的白垩纪中期，当时大气中二氧化碳的浓度达到1000ppm，气温比现在平均高出6℃。

 

新生代早期的地球也比现在要热很多。距今5600万前的“古新世-始新世之交极热事件”时期，大气中二氧化碳的浓度达到约900ppm，气温在几千年内升高4-5℃，南北两极都缺少常年冰盖。恰是在那个时候，哺乳动物也迎来演化的高光时刻，鲸鱼下海遨游、蝙蝠上天飞翔，陆上哺乳动物称王，大型哺乳动物开始出现。

 

过去80万年来，大气二氧化碳的浓度基本上在180-280ppm之间变化。也就是说，白垩纪中期二氧化碳的浓度比现代高了差不多3倍，地表平均温度超过30℃，高出现在十几摄氏度。

 

气候变暖对生物演化也曾带来致命摧残。例如，距今2.52亿年前，地球发生了有史以来规模最大的二叠纪末生物大灭绝事件。该事件的起因固然有诸多复杂因素，但很大的因素是西伯利亚火山大喷发带来气候的极端变化——大量二氧化碳气体溶于海洋，造成海水酸化，有毒气体泛起，导致海洋生态系统崩溃，绝大多数海洋物种因此灭绝。这样的有毒环境又“反噬”陆地，使得本已岌岌可危的陆地生态系统也趋于崩溃。

 

白垩纪末生物大灭绝的起因则是印度德干高原的火山喷发导致全球环境急剧恶化，此后的小行星撞击地球只是压垮骆驼的最后一根稻草。

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