您好,鳳凰華人資訊網,今天是2018-08-18
网站首页 >> 凤眼天下 >> 正文

今天欧洲所的热浪 在5000万年前完全是正常现象

发布日期:2018-08-10  来源:
    在哺乳动物出现早期,地球的温度高得吓人,在不久后的将来,我们可能会再次面对这一情况。

    Peter Brannen    来源:界面新闻

    图片来源:MIKE HUTCHINGS / REUTERS

    在哺乳动物时代开始后的最初一段时间里,一切都还比较奇怪。当时,曾经的地球霸主恐龙突然消失,整个地球都还没有回过神来。地球上最新形成的火山口此时尚未爆发出来,滚烫的岩浆在墨西哥湾下涌动。世界末日般的灾难让人类的祖先感到万分震惊。恐龙灭绝之后,人类老实地继承了自己偶然得来的地球上的新角色。不久之后,地球上的生命便很快地找到了自己的节奏:在地球上,长约50英尺的蟒蛇穿梭在丛林当中,鸟类变成了巨型动物,神似刚刚灭绝的恐龙兄弟。而与此同时,温顺的哺乳动物也出现了。哺乳动物的体积很小,我们只有眯着眼才能看到他们的踪迹。在之后的几百万年时间里,巨型动物逐渐消失,哺乳动物从他们的铁骑中解放出来,开始进化演变。早期的鲸鱼凭借着四肢,从巴基斯坦的岛上跳下来,开始尝试着在水中生活。第一只像狐猴的灵长类动物在树梢上跳跃,吓得树林中的各种小动物四处奔窜。

    但是,哺乳动物时代早期最令人瞩目的特点,是这里的温度之高令人难以置信,所以,在大约五千万年前,北极圈内也有鳄鱼、棕榈树、戟齿砂鲛等生物。而在蓝绿色的地球的另一端,南极洲周围水域的海面温度可能会达到令人难以置信的89华氏度(即30摄氏度),南极陆地上则有着近似于热带地区一般的丛林地带。热带地区到处都是广阔的死亡地带,这些地方温度过高,不适合动物以及地球上的任何生命存活。

    当时,古代大气中二氧化碳的浓度为百万分之一千,而以上便是这种高浓度二氧化碳所产生的后果。百万分之一千,这个数字看上去是不是有点熟悉?据预测,在本世纪末,地球大气中的二氧化碳浓度将会达到这个数字——百万分之一千。所以,这个问题应该引起我们的担忧。

    本世纪末,地球大气中的二氧化碳浓度将会达到百万分之一千“往大气中排放更多的二氧化碳,那么气候就会更加变暖,这是我们在19世纪的时候就已经弄明白的一个超级简单的物理原理,”大卫·纳福斯(David Naafs)说道,他是布里斯托大学的有机地球化学家。“但是,我们并不知道,在本世纪末,地球到底会变暖多少。根据对古代气候的研究,我们认为,结果可能比我们预想的更为严重。”

    上周,大卫及其同事在《自然地球科学》(Nature Geoscience)上发表了一篇研究。这篇研究重现了古新世末以及始新世初的时候地球陆地上的温度。这段时间是哺乳动物时代开启的前奏,地球上的二氧化碳浓度非常高。他们毫不意外地发现,当时的地球炎热得吓人。

    为了研究地球的过去,科学家们需要发掘出优良的石头作为样本。对地理学家和化石能源公司来说,幸运的是,哺乳动物时代早期的丛林和沼泽为我们留下了大量的煤炭。例如,美国的粉河盆地(Powder River Basin)中布满了古新世时的沼泽化石,这些化石燃烧所产生的二氧化碳占到美国总排放量的10%。大卫所在的团队研究了一种名为褐煤(lignite)或化石泥炭(fossilized peat)的低质煤炭样品。这些样品是从全世界收集而来的,包括德国的露天煤矿、新西兰露出地面的岩层。这些样品的时间跨度从古新世末一直延续到始新世初,即大约是在5600万年到4800万年前。曾在沼泽中生活的化石细菌和古生菌能够产生脂类,这些脂类会一直存留在煤炭中。科学家们通过分析这些脂类的热敏结构,能够倒推古代气候。该团队发现,在那个二氧化碳浓度超高的时代,在古代英国、德国和新西兰,生命所生活的环境的温度在23-29摄氏度之间,平均温度要比现在高10-15摄氏度。

    “这些湿地看上去和现在的热带湿地一模一样,就像大沼泽地国家公园和亚马逊一样,”大卫说,“所以欧洲就像大沼泽地公园一样,我们现在在欧洲所体会到的热浪,在当时完全是正常现象。意思就是,当时每天的气候都是这个样子的。”

    芬兰,热浪来袭,驯鹿前往海边最近几周,欧洲的热浪已经使得斯堪的纳维亚人和驯鹿能够在北极圈内的海滩上晒日光浴,因为这里的温度已经高达90华氏度(约为32摄氏度)。欧洲的高温天气还使得希腊爆发了灾难性的野外大火,西班牙人和葡萄牙人的周末也异常难熬。但是,在五千万年前,对于纬度在45-60度的地区来说,这种温度只是最低温度而已。在当时那种闷热的环境下,前所未有的高温已经成为了常态气候,而真正的热浪或许早已超出了自然的范畴。

    “或许在当时,欧洲的热浪可能会是连续三周高温40摄氏度吧,我们不知道。”所以,在古新世末到始新世初,中高纬度地区的生活便是这样的。在这种闷热的环境下,越靠近赤道,温度就越超乎人们的想象,更超过了复杂生物所能承受的范围。为了看看当时的赤道地区到底有多热,大卫的团队分析了古代印度的褐煤样品。在当时,印度处于热带地区,后来,这块次大陆逐渐漂过印度洋,并最终与亚洲相撞,形成了山脉。但不幸的是,这些样品反映出当时赤道地区温度过高,高到大卫所在的团队无法使用他们所研发出来的新方法去测量这些温度。所以,在我们祖先所生活的时期中,热带地区到底有多热,这仍然是一个未解之谜。但是,通过运用电脑模拟当时的地球,科学家们发现,有些事情原来不只存在于科幻小说当中。

    “一些气候模型显示,由于热带地区的温度超过了50摄氏度,因此,当时这里就是一片死亡区域,非洲和南美等地区便是这样子的,”大卫说道,“但是我们没有数据,所以并不知道真实情况。”

    在遥远的过去,地球曾经是一个与现在几乎完全不同的温室星球。在这幅宏大的发展演变图景当中,大卫所研究的内容便是其中一部分。埃尔斯米尔岛位于加拿大的北极圈地带中。自20世纪90年代以来,科罗拉多大学的古生物学者杰琳·埃伯利(Jaelyn Eberle)就一直在这里进行研究。最近,她回到了位于波尔得的办公室当中。埃尔斯米尔岛位于北美大陆最北端,如果继续往北走,你就会从北美大陆上掉下去,只能漂在冰块上去见圣诞老人了。在努纳武特(Nunavut)的广袤天空之下,峡湾附近到处都是冰块,背后则是毫无特色的高地。你可能会看到十几只麝牛当中混着一只驯鹿。这里还有北极熊,但幸运的是,杰琳还没有遇到任何麻烦——站在这个世界的最顶端时,人们的视野有时候会跟自己开个小小的玩笑。例如,有时候你会看到一只雪白的北极兔用后腿站立着,虽然它与你的距离已经比较安全,但是在你看来,这个距离相当具有威胁性。“你拿起自己的枪,心里非常紧张担心,然后,你用自己的望远镜看了一下……发现原来那只是只兔子而已。”杰琳说道。

    加拿大东部北极地带努纳武特但是,杰琳之所以冒着危险,来到这么北的地方,并不是为了能够和北极圈的野生动物来几次心惊肉跳的偶遇。她的目标是研究气候变暖下的动物状况。尽管北极圈内并没有树木,这里却有树桩——这些树桩已经有五千万岁的高龄了。

    “埃尔斯米尔岛上的化石森林非常壮观,”杰琳在提到北极圈内的生态系统时说。“当你开始真正地去观察它们时,你会发出‘哇,我们这是研究雨林’的感叹。”杰琳是一位脊椎动物古生物学家,尽管她的营地周围经常有上文所提到的麝牛路过,但是,她所研究的动物是下面的石头中所隐藏的动物。“这里有短吻、巨型乌龟、灵长目动物等一些动物,也有像河马一样的巨型动物冠齿兽。在始新世初,貘生活在距离北极非常近的地方,而现在,貘明显不生活在北极,”她笑着说道。

    这些动物的存在表明,这里确实曾经有过一段高温时期。然而,这并不能说明未来的气候变暖也会导致过去曾经发生过的事情再次发生——联合国政府间气候变化专门委员会曾经预测道,如果人类的排放量和之前一样(这很难做到),而且海平面也像之前一样仅仅升高几英寸(同样很难做到),那么,在本世纪末,地球温度将升高4摄氏度。但是,虽然现在与过去有着相同的二氧化碳浓度,但是,正如杰琳所发现的,当时的地球和现在的地球完全不同。因此,地球未来的气候变暖和古代地球的气候变暖之间存在着很大的不同。

    我们可以通过这种方法来弥合两者之间的不同:通过观察古代地球在几十万年,甚至上百万年以来所发生的变化,我们会发现,时间并不会就此停滞在21世纪。同样地,我们之前对地球所造成的影响将会在几千年当中慢慢地完全展现出来。上一次地球二氧化碳浓度高达百万分之四百时(就像今天这样),还是三百万年前,当时地球的海平面或许比如今还要高80英尺左右。很明显,对于一个二氧化碳浓度达到百万分之四百的世界来说,现在的这种气候还远远没有达到均衡的状态,还会继续变化。

    而且,现在的这种气候状态不会持续太长时间。毕竟,我们明显不会满足于止步在百万分之四百的二氧化碳浓度。事实上,如果在本世纪末之前,我们将二氧化碳浓度增加到百万分之一千的话,那么地球将会持续变暖,对人类来说,这个变化持续的时间非常漫长,甚至可以称得上是永远了。如果有一天,地球系统最终达到了自身的均衡状态,那么,在智人短暂的进化历史当中,没有什么气候能与那种达到均衡的气候状态相提并论。更令人担忧的是,我们在预测未来气候时所依赖的研究模型,很大程度上无法确定古代的温度到底有多高。尽管我们正在努力缩小这种研究差距,改进研究模型,但是,对于那些能够最大程度地重现始新世初期地球高温状态的模型来说,要想真正地确定古代的温度,我们必须要向空气中注入现在二氧化碳浓度的16倍水平,才能达到这一目标——而这一水平远远超过了化石中所反映出来的地球古代的二氧化碳浓度,甚至是其二倍或三倍。

    很明显,我们肯定忽略了某个因素。大卫认为,这些研究模型中缺少的成分是甲烷。甲烷是一种强有力的温室气体,有助于弥合科学模型和真实化石世界中所存在的差距。“我们对于那段时期中甲烷的循环一无所知,”他说道,“我们知道,气候越热,这些湿地中蒸发出来的甲烷就越多。我们只知道八十万年前的冰芯中含有甲烷,但是除此之外,我们对于甲烷的循环一无所知……我们知道,与(温度较低的)湿地相比,热带湿地能够向大气中释放更多的甲烷。而且,我们知道,甲烷确实能够增加高纬度的温室效应,或许这就是我们所忽视的部分。”

    古代世界在许多方面都不同于我们现在的这个世界,因此,我们在对两者进行比较时,必须要慎之又慎。哺乳动物的早期时代是一个完全不同的世界。大陆位置略有不同,这会导致海洋循环和边界情况与我们现在的世界有很大的不同。五千万年的时间非常漫长,足以导致构造、海洋、生物等发生巨大的变化。但是,大卫认为,人工向大气中排放足够多的温室气体,可能会导致哺乳动物早期时代的大部分原始风貌再次重现。

    “如果我们烧光所有的化石能源,那么几个世纪之后,我们可能会回到哺乳动物早期时代的那种样子,”他说道,“基本上,现在所进行的每种古气候研究都认为,高浓度的二氧化碳意味着会地球会变暖。而如果地球变暖,那么就可能会变得非常、非常、非常暖。”

    (翻译:尉艳华)

Copyright (C) 2013 usaphoenixnews.com 鳳凰華人資訊網 版权所有

扫描关注微信公众号
郑重声明: 本网站所刊载信息,不代表鳳凰華人資訊網观点。本网所有内容,包括: 文字、图片、音视或视频,凡来源注明:本网站的文章或作品,版权归本网站所有。作者仍拥有作品的署名权和收益权。特殊注明版权所有的稿件除外。 详情点击 这里
联系方式:usaphoenixnews@gmail.com    电话:(213)999-8299     页面执行时间:15.6毫秒