研究发生在晚古生代大冰期的碳排放和全球变暖事件的影响，这将有助于我们更深入地了解当前冰室气候中地球系统内部的相关和反馈机制，从而更准确地预测未来全球气候变化和生物多样性的发展趋势。全球变暖的后果会是什

研究发生在晚古生代大冰期的碳排放和全球变暖事件的影响，这将有助于我们更深入地了解当前冰室气候中地球系统内部的相关和反馈机制，从而更准确地预测未来全球气候变化和生物多样性的发展趋势。

全球变暖的后果会是什么？地球上的生命将面临怎样的生存环境？现在的第四纪冰期会和全球变暖冲突吗？

近年来，全球气候问题已成为各国关注的焦点。那么，气候变化真的会带来毁灭性的后果吗？关于这个问题有很多研究，但是预测的结果也大相径庭。

5月上旬，科学期刊《美国国家科学院学报》中国科学院南京地质古生物研究所出版（以下简称中国科学院南京地质古生物研究所）南京大学、加州大学戴维斯分校等合作的结果，他们认为：约3在一亿年前的晚古生代大冰期，出现了短暂的巨大碳排放事件，造成了海洋缺氧和海洋生物多样性的显著下降。

在地球历史上，有过多次因碳排放导致的变暖，而3一亿年前的这一事件引起了科学家们的注意，因为当时的地球环境和现在很像。这一成果也是世界上第一个以冰期为背景研究全球变暖的成果。

全球变暖的后果已经显现

北美的高温、欧洲的暴雨、亚洲的洪水……很多人可能还记得2021年，世界各地有许多极端天气。

并且在大多数人的视线之外，环境变化同样令人担忧：格陵兰冰川正在加速融化、干旱经常发生在亚马逊雨林、澳大利亚附近的珊瑚礁大面积死亡、西伯利亚永久冻土开始融化、大西洋环流来自1950这一年开始变慢了。

“根据相关研究报告，当前，我们居住的地球可能正面临气候变化的临界点。”中科院南京地质古生物研究所的陈继涛研究员告诉记者，今天，地球正处于3400始于一万年前的新生代冰室气候。然而，在过去的一百年里，冰室气候背景下全球气温快速上升，两极冰川融化加剧，海平面上升，海洋缺氧程度加重，导致全球生物多样性下降。

全球变暖原本是地球上的自然现象，根据科学家的研究结果，在地球46十亿年的历史，温度周期性地变化，而且大部分时间温度都很高，此时，地球表面没有被大陆冰川或冰盖覆盖，我们称这些时期为温室期。

如果地球表面长期处于极低温度状态，导致整个地球表面被冰雪覆盖，我们将称这些时期为冰川期或大冰川期。例如，在前寒武纪大冰期，地球遭受了严重的冰冻，在此期间，地球的平均温度可能下降到零度以下50大约摄氏30度，史称“雪球地球”。

但并不是所有的大冰期都是这样的“雪球地球”那样冷。大冰期也分为冰期和间冰期，它们交替出现。目前，地球正处于间冰期，温度比较高。不过，地球上还有很多冰川和冰盖，主要集中在格陵兰岛和南北极地区，这也是冰河时代最突出的特点。

那么，当前全球变暖，会带来什么样的后果？

“根据目前环境变化的观测数据，很难预测未来的长期趋势。为了找到全球冰室气候变暖和海洋缺氧的原因、生物多样性变化的内在联系，更准确地模拟和评估海洋缺氧程度，我们需要通过研究地球历史上的冰室气候来寻找答案。”陈继涛说。

3一亿年前有大量的碳排放

在3.6—2.8一亿年后的晚古生代，地球上也有一个大冰期。这个冰河时期持续了地球上最长的时间、最大的冰室气候，也是陆地高等植物和陆地生态系统建立以来，唯一一次记录到地球从冰室气候向温室气候转变的地质时期。当时，地球大气中二氧化碳和氧气的浓度也与现代相当，所以这个时期可以很好的和今天人类居住的冰室气候环境相比较。

陈继涛认为，研究发生在晚古生代大冰期的碳排放和全球变暖事件的影响，这将有助于我们更深入地了解当前冰室气候中地球系统内部的相关和反馈机制，从而更准确地预测未来全球气候变化和生物多样性的发展趋势。

3一亿年前的石炭纪，地球和现在不一样，大片土地集中在低纬度地区，中国的华南板块是海洋中的孤岛。因此，华南板块发育大量海相沉积地层，这为研究当时的海洋环境提供了很好的样本。

贵州罗甸那青剖面发育了世界罕见的、连续出露的石炭纪海相地层，完整记录了晚石炭世海水的地球化学信息。

研究人员已经在这里进行了近十年的地层学研究、古生物学、沉积学、沉积地球化学、数值模拟与其他学科的综合研究，这是首次在晚石炭世的冰川气候中发现巨大的碳排放事件。

为了准确还原当时的环境变化，他们的采样精度达到厘米级，对样品进行了碳、铀同位素、常量和微量元素等测试分析。获取数据，然后导入全球碳循环模型（LOSCAR），对碳排放和碳源进行了数值模拟，并且使用偶联的碳-铀模型计算了当时全球海洋缺氧的程度，最后，使用更全面的地球系统模型（CESM）执行数据模拟，最后，建立了碳排放与海洋缺氧面积的关联机制。

研究结果表明，晚石炭世（约3.04亿年前）在冰室气候下，约9一万亿吨碳30万年后被排放到大气中，从而导致当时全球气候显著变暖。在此期间，海水表面温度上升了约4摄氏度，全球海洋缺氧面积增加了18%，从4%扩张至22%，海洋生物多样性在短时间内大幅下降。

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“根据我们的研究，那时，海洋中的有孔虫、珊瑚、果足类动物大量死亡。这些是底栖生物，当海洋缺氧时，首先，这些行动能力相对有限的生物受到影响。”陈继涛说。

研究全球变暖，要考虑气候背景

研究人员推测，晚石炭世的巨量碳排放，与大范围的火山爆发有关，根据其他学者的研究，现在的欧洲、澳大利亚和其他地区，当时有大规模的火山活动。

石炭纪是集中成煤期，大量植物以固体碳的形式埋在地下，岩浆可能会在喷发前侵入这些煤层，导致碳排放在短期内迅速增加。

为什么要研究温室气体排放、全球变暖，我们需要考察地球的大气候背景？陈继涛说，所谓差之千里，在冰气候和温室气候下，全球变暖的后果可能会大不相同，必须经过科学论证。

通过比较地质历史中不同气候环境下的碳排放事件及其引起的全球变暖和海洋缺氧，研究小组首次提出，在相同的碳排放率下，与温室气候相比，在在冰气候下，海洋可能处于更严重的缺氧状态。

他们推测，这主要有三个原因：第一，在全球变暖的冰室气候中，融化的冰川降低了地球表面的反照率，从而推动温度进一步上升；第二，这一全球变暖事件削弱了北半球的经向翻转环流，增强海洋温跃层分层，从而降低海洋表层海水的混合深度，导致海洋中氧气含量减少；第三，全球变暖导致冰川融化，大片土地暴露在外，受到风化，导致磷和其他营养物质进入海洋，促进初级生产力，消耗海水中的大量氧气。

9一万亿吨碳30万年后被排放到大气中，听起来很神奇，但是比起近200人类活动造成的温室气体排放，远非如此。

以2018年为例，全球二氧化碳排放量是340亿吨，转换成固体碳合同93亿吨，而晚石炭世的巨量碳排放约为每年3000万吨，前者比后者多几百倍。

根据世界气象组织的观察，全球大气中二氧化碳的浓度是2019已经突破了410ppm（百万分之几410），为过去80万年新高。2022年3月，这个数字又上升到了418.81ppm（百万分之几418.81）。

那么，当前全球变暖，会颠覆地球的周期性变化吗？根据科学家的研究，如果当前的碳排放率不受限制，地球历史上周期性的气候变化可能被打破，也许地球会进入温室气候。(张 晔)