當(dāng)今地球是否處于一次前所未有的快速變暖過(guò)程當(dāng)中?對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)的影響是什么?人為溫室氣體排放真的會(huì)導(dǎo)致第六次生物大滅絕嗎?

1月13日，在南京舉行的“重大氣候轉(zhuǎn)折期生命演變與環(huán)境和深時(shí)全球古地理、古氣候重建”研討會(huì)上，來(lái)自古生物學(xué)、地球生物學(xué)、地層學(xué)領(lǐng)域的26位院士、500余名專家對(duì)地球和生命演化的機(jī)理與環(huán)境演變的關(guān)系進(jìn)行了一輪細(xì)致的梳理。

二氧化碳濃度變化與溫度變化不嚴(yán)格相關(guān)

聯(lián)合國(guó)政府間氣候?qū)ｉT應(yīng)對(duì)委員會(huì)2014年發(fā)布報(bào)告指出：“自從工業(yè)化前時(shí)代起，人為溫室氣體的排放就出現(xiàn)了上升，當(dāng)前已達(dá)到最高水平……這至少是過(guò)去80萬(wàn)年以來(lái)前所未有的水平。而且這些影響極有可能是自20世紀(jì)中葉以來(lái)觀測(cè)到變暖的主要原因。”

然而，從更宏觀的時(shí)間尺度來(lái)審視當(dāng)前的全球變暖和溫室氣體濃度，就會(huì)有不一樣的發(fā)現(xiàn)。研究表明，新生代早期全球二氧化碳濃度在1000ppm至2000ppm之間，二氧化碳含量變化的總體趨勢(shì)是在逐漸降低。在過(guò)去的100萬(wàn)年間，二氧化碳濃度是地球地質(zhì)歷史時(shí)期中最低的。

中科院院士沈樹忠說(shuō)，從距今6億年開始，地球生命進(jìn)入繁盛時(shí)期。通過(guò)對(duì)6億年以來(lái)全球溫度和大氣二氧化碳含量變化對(duì)比，地球溫度呈大幅波動(dòng)變化，但是二氧化碳濃度變化與溫度變化并不嚴(yán)格相關(guān)。

中科院副院長(zhǎng)丁仲禮院士也出席當(dāng)天研討會(huì)。他一直認(rèn)為，人類活動(dòng)排放二氧化碳引起的地球增暖，其威力是很小的，不足以改變氣候自然變化的規(guī)律。氣候變化是一個(gè)波動(dòng)的過(guò)程，應(yīng)對(duì)或研究氣候變化需要回歸理性。

科學(xué)家通過(guò)對(duì)南極冰芯研究發(fā)現(xiàn)，冰期、間冰期溫度和二氧化碳、甲烷等溫室氣體的波動(dòng)是一致的。但值得注意的是，溫度變化在前，二氧化碳、甲烷等溫室氣體變化在后。二氧化碳的變化不是驅(qū)動(dòng)因素，而是正反饋因素。

“現(xiàn)在我們關(guān)注的二氧化碳其實(shí)是流體碳，僅占地球碳總量的5%，還有95%的碳是固體碳。”中科院院士朱日祥說(shuō)，“我們很難想象，僅僅5%的碳就能決定(氣候變化)，而95%的碳是不起作用的。”

生物滅絕都伴有劇烈的全球性環(huán)境變化

講到溫度和二氧化碳的變化，就必然聯(lián)系到當(dāng)今地球生物多樣性的變化。

“生物是反映地球環(huán)境變化最好的指標(biāo)之一。”沈樹忠說(shuō)，多項(xiàng)國(guó)際權(quán)威研究顯示，目前脊椎動(dòng)物滅絕的速率已經(jīng)超過(guò)地球歷史上任何一次生物大滅絕(白堊紀(jì)末的撞擊事件除外)，因此，第六次生物大滅絕即將來(lái)臨的觀點(diǎn)開始出現(xiàn)。

研究表明，地球經(jīng)歷的生物滅絕事件幾乎都伴有劇烈的全球性環(huán)境變化。科學(xué)家迫切想要搞清楚的是，這些導(dǎo)致生物滅絕事件的劇烈環(huán)境變化的原因、過(guò)程，對(duì)當(dāng)時(shí)地球生態(tài)系統(tǒng)的影響，以及生物如何適應(yīng)和改變環(huán)境，并使之成為評(píng)估當(dāng)今地球生態(tài)系統(tǒng)所面臨現(xiàn)狀的“天然實(shí)驗(yàn)室”。

大規(guī)模火山噴發(fā)和地震，是否會(huì)觸發(fā)蘊(yùn)藏在各大陸和大陸架沉積物中的大量甲烷等溫室氣體在短時(shí)間內(nèi)快速釋放，這些溫室氣體大量進(jìn)入大氣，可造成地表環(huán)境劇烈變化，從而造成生物大滅絕呢?

在研討中，朱日祥描述了一個(gè)可能沒(méi)有被認(rèn)識(shí)的生物大滅絕與地球板塊運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：距今1.2億—1.6億年左右，著名的燕遼、熱河生物群在山清水秀的華北地區(qū)出現(xiàn)，共有20多個(gè)重要生物門類在此繁衍生息。然而，1.25億年前的大洋板塊的運(yùn)動(dòng)，引發(fā)火山活動(dòng)、地溫增高和山間盆地，對(duì)燕遼、熱河生物群造成毀滅性打擊。

“地球深部與地表系統(tǒng)是協(xié)調(diào)一致的整體，現(xiàn)有進(jìn)化理論，只是把環(huán)境當(dāng)做背景因素，實(shí)際上環(huán)境本身是生物演化的一部分，即生命演化不是簡(jiǎn)單地適應(yīng)現(xiàn)存環(huán)境，而是與環(huán)境協(xié)同演化。”朱日祥說(shuō)。

人類面臨的氣候變暖不可掉以輕心

雖然從宏觀尺度看，氣候變化是一個(gè)正常的波動(dòng)過(guò)程，但對(duì)于人類當(dāng)前所面臨的氣候變暖仍不可掉以輕心。

“一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是，氣候變暖導(dǎo)致青藏高原溫度劇烈上升，平均變暖幅度是周邊低地和平原地區(qū)的兩倍。”中科院陳發(fā)虎院士說(shuō)。

他介紹，青藏高原大致可分為受西風(fēng)帶影響、受亞洲季風(fēng)影響以及兼受兩者影響的三大區(qū)域。當(dāng)溫度升高，降雨模式發(fā)生改變。過(guò)去一段時(shí)間，西風(fēng)變得越來(lái)越強(qiáng)，帶來(lái)更多冬季降水;而季風(fēng)變得越來(lái)越弱，并伴隨降水減少。其后果是，在印度季風(fēng)主導(dǎo)區(qū)域，冰川后退非常嚴(yán)重，湖泊在縮小;而在西風(fēng)主導(dǎo)區(qū)域，大多數(shù)冰川都維持原狀甚至還有前進(jìn)，湖泊面積在擴(kuò)大。

青藏高原被譽(yù)為“世界第三極”，其環(huán)境發(fā)生微小的變化，就會(huì)對(duì)整個(gè)地球，特別是歐亞大陸的環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)等產(chǎn)生非常大的影響。

氣候變化與生物多樣性，過(guò)去只是極少數(shù)科學(xué)家關(guān)注的話題，現(xiàn)在已經(jīng)成為世界熱點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。以全球變暖為突出標(biāo)志的氣候變化對(duì)當(dāng)今世界政治、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和外交事務(wù)等也產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

與會(huì)科學(xué)家認(rèn)為，人類需要以開闊的視野和科學(xué)理性的態(tài)度面對(duì)這一重大氣候轉(zhuǎn)折期?？茖W(xué)界要深入研究地質(zhì)歷史時(shí)期重大氣候事件發(fā)生的時(shí)間、過(guò)程及其環(huán)境演變標(biāo)志;要在建立全球大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，重建具有全球性意義的總體生物多樣性在重大環(huán)境事件發(fā)生時(shí)的演變模式和規(guī)律;要厘清地球內(nèi)部活動(dòng)與地表環(huán)境變化的時(shí)空關(guān)系，進(jìn)而如何影響生命演化。