地球升温之快史无前例

全球变暖并非地球历史上的新现象。

在过去的数亿年中，地球经历了数次剧烈的升温时期，往往伴随着氧气耗尽、海洋酸化甚至物种大灭绝等极端事件。

人们自然会问：我们能否从这些历史上快速升温的事件中推断出当前全球变暖的未来发展趋势及其最终后果？

然而，在大多数极端升温事件期间，南北极几乎没有永久冰盖，地球处于温室效应状态——即所谓的“温室地球”。

而如今，地球拥有巨大的极地冰盖，处于“冰河时代地球”状态。

这意味着“温室地球”时期的升温事件发生在与今天截然不同的气候条件下，因此难以进行直接比较。

[图片说明：白垩纪时期的生态图，约1.45亿年前] 这是自显生宙以来地球历史上最温暖的时期之一。

在此期间，温带森林甚至大型爬行动物在极地地区繁衍生息。

那么，地球冰河时期是否也存在温暖期呢？答案是肯定的。

大约3亿年前，地球处于古生代晚期冰河时期（距今约3.6亿至2.6亿年前）。

这是自高等陆生植物出现以来唯一的冰河时期，当时大气中的二氧化碳浓度与今天相似。

尽管当时的地球与今天在许多方面有所不同，但在一些关键的气候条件方面却存在显著的相似之处：极地冰盖、相对寒冷的气候以及相似的大气二氧化碳浓度。

[图片说明：艺术家描绘的古生代晚期海洋景象。

]这一时期是脊椎动物在陆地上迁徙和繁衍的关键时期。

[科学来源]

这就引出了一个问题：如果地球在冰河时期突然快速变暖，会发生什么？

由中国科学院南京地质古生物研究所的姚乐和王秋来，以及中国科学院青藏高原研究所的魏强领导的国际研究团队解答了这个问题。

他们近期发表的研究成果首次系统地重建了3亿年前冰河时期一次极端高温事件的完整序列。

我们如何得知3亿年前地球的温度？要重建3亿年前的地球气候，找到精确的古温度证据至关重要。

因此，研究人员将研究重点放在了中国南方和俄罗斯乌拉尔地区。

中国南方保存着世界上最完整的晚古生代海洋沉积序列，为重建当时的气候变化提供了关键的地质数据。

研究团队在贵州省罗甸县选取了两个相邻且完整的地层剖面——那青剖面和那饶剖面，并采集了岩石样品。

他们还前往俄罗斯乌拉尔山脉，采集了乌索尔卡剖面的岩石样本。

那么，究竟是什么充当了“温度计”呢？研究人员发现了一种微小的海洋化石——牙形石。

这些化石形似微小的牙齿，只有几毫米大小。

它们来自已灭绝的牙形石，代表了它们口腔中的坚硬结构。

古生物学家经常使用牙形石作为化石。

牙形石骨骼的氧同位素组成尤为重要，因为它可以作为海水温度的指标。

在相似的条件下，较高的温度对应较低的氧同位素比值，而较低的温度对应较高的氧同位素比值。

研究团队利用离子束微分析（SIMS）这一微表面原位技术，逐段分析化石的氧同位素数据，本质上是逐帧读取刻在岩石中的“古代温度计”。

利用这条高分辨率温度曲线，研究人员发现了一次剧烈的升温事件：大约3亿年前，在卡西莫夫期和格舍尔期交界处，牙形石的氧同位素值显著下降。

这表明全球海表温度显著升高，并经历了一段快速的全球变暖时期。

研究人员将这一事件称为“卡西莫夫期”。