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五年后,地球大气二氧化碳浓度将攀升至330万年来最高值

地球或将经历1500万年未曾有过的巨变。

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通过分析浮游动物化石成分,可以重建历史上的海水pH值和大气二氧化碳浓度。University of Southampton

英国南安普顿大学的一个研究小组近日在《自然:科学报道》上刊文认为,2025年地球大气的二氧化碳浓度将比330万年来的所有时期都高。

研究人员对采集自加勒比海底的微化石化学成分进行了分析,并以此为基础重建了大约330万年前“上新世”时期的地球大气二氧化碳浓度。当时地球的平均气温比今天要高出3摄氏度,极地冰盖比今天小,海平面也比今天高。

主持研究的Elwyn de la Vega博士表示,地质时期的二氧化碳能够告诉我们气候系统、冰架和海平面对大气二氧化碳浓度变化曾经作出过怎样的反应。之所以对这一特殊时期进行研究,是因为它能告诉我们与当前气候状况有关的许多重要信息。

通过分析一类名为“有孔虫(foraminifera)”的浮游动物外壳内硼同位素的含量,研究人员可以对这些动物所在年代大气中二氧化碳的浓度进行测定。“有孔虫”很小,体长不足0.5毫米,但是却能在海底大量沉积,为我们记录下与地球气候变迁有关的宝贵信息。它们外壳中硼同位素含量的高低,取决于它们当年生活的海水的pH值。而海水pH值与大气二氧化碳浓度有密切关联。因此可以通过分析这些生物化石外壳中硼的含量,来推算当年的大气二氧化碳浓度。

研究人员表示,关注这一时期的另一个重要原因是,当时的太阳辐射量和今天是一样的。这让我们能够专注于研究地球本身,在面对二氧化碳压力时会作出什么样的反应。

研究结果中令人吃惊的是,在“上新世”气候最暖的时期,地球大气二氧化碳浓度在380ppm至420ppm之间,而今天地球大气二氧化碳浓度是415ppm。这说明今天地球大气二氧化碳浓度已经和历史上曾经因气温变化而导致海平面显着上升的时期相当。今天地球大气二氧化碳浓度仍在以每年2.5ppm的速度上升,这意味着到2025年,地球大气二氧化碳浓度将超越以往330万年中的所有时期。

研究人员表示,目前我们还没有看到气候和海平面发生如“上新世”那样的显着变化,其原因是气候的变化尚未与更高的大气二氧化碳浓度相适应;且由于人类的活动,二氧化碳的浓度还在攀升。但这种“平衡”一旦达成,气候将发生怎样的变化,人们并不知道。

Elwyn de la Vega博士认为,2025年地球大气二氧化碳浓度超越330万年以来的最高值后,接下去地球将经历的,或将是1500万年未曾有过的巨变。

[参考] Atmospheric CO2 during the Mid-Piacenzian Warm Period and the M2 glaciation, nature.com/articles/s41598-020-67154-8