控制全球變暖程度有望減少7成物種滅絕

文章來源:文匯報馮偉民2023-10-05 12:15

生命大爆發(fā)與生物大滅絕 氣候變暖都是主要推手

 
在地球46億年的漫長演化過程中,從炙熱的巖漿海到海洋覆蓋于地球表面,從無氧大氣環(huán)境到有氧大氣環(huán)境,無論是板塊構(gòu)造運動主導的地球海陸變化,還是地幔巖漿活動引發(fā)的大規(guī)?;鹕絿姲l(fā),都對地球氣候系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠影響。
 
從地球有生命開始,大氣二氧化碳含量一直處于波動之中,如今的大氣二氧化碳含量在地球歷史上處于中低水平。地質(zhì)古生物研究顯示,地球絕大部分時間內(nèi)都屬于“溫室氣候”,南北兩極都沒有常年的冰蓋。也就是說,一般情況下的地球溫度比現(xiàn)代高很多。
 
4億多年前,海洋生物首次踏上陸地,彼時大氣中二氧化碳濃度高達7000ppm。那時的地球環(huán)境跟現(xiàn)在完全不同,地表平均溫度比現(xiàn)在高出10℃。距今3.8億至3億年前,隨著陸地森林的擴張蔓延,大型植物繁盛,植物的根系深入地下并加速風化過程,把大氣中的二氧化碳捕獲存儲進了石灰?guī)r等巖石中。這最終在距今3億年前引發(fā)了二氧化碳含量的大幅度下降,導致冰川時代的降臨。距今3億至2.5億年前,地殼板塊運動劇烈,火山活動頻繁,再次將大量二氧化碳釋放入大氣,使其在空氣中的濃度從400ppm猛增到1800ppm。此后,二氧化碳含量再次緩慢下降。
 
到了300萬年前,大氣中二氧化碳濃度和今天的濃度差不多,約為400ppm。自此之后,二氧化碳濃度呈緩慢下降趨勢。在第一次工業(yè)革命爆發(fā)前的1萬年內(nèi),二氧化碳濃度維持在280ppm左右。工業(yè)革命之后,二氧化碳濃度再次開始上升,尤其是最近100年增速飛快,2020年大氣中二氧化碳濃度已高達412.48ppm。
 
在地球生命史上,幾次重大的生物進化事件都與氣候溫暖密切關(guān)聯(lián)。距今5億多年前的寒武紀,尤其是奧陶紀,由于氣候溫暖、海侵廣泛,接連發(fā)生了寒武紀生命大爆發(fā)和奧陶紀生命大輻射,這些事件一舉奠定了顯生宙生物多樣性演化格局。
 
中生代氣候總體處于溫暖狀態(tài),全球通常只有熱帶、亞熱帶和溫帶的差異。當時爬行動物繁盛,在三疊紀實現(xiàn)了海陸空全面演化,陸地恐龍、海里魚龍、天空翼龍成就了生命史上巨龍演化的宏偉場景。有研究表明,在距今約9000萬年前的白堊紀中期,當時大氣中二氧化碳的濃度達到1000ppm,氣溫比現(xiàn)在平均高出6℃。
 
新生代早期的地球也比現(xiàn)在要熱很多。距今5600萬前的“古新世-始新世之交極熱事件”時期,大氣中二氧化碳的濃度達到約900ppm,氣溫在幾千年內(nèi)升高4-5℃,南北兩極都缺少常年冰蓋。恰是在那個時候,哺乳動物也迎來演化的高光時刻,鯨魚下海遨游、蝙蝠上天飛翔,陸上哺乳動物稱王,大型哺乳動物開始出現(xiàn)。
 
過去80萬年來,大氣二氧化碳的濃度基本上在180-280ppm之間變化。也就是說,白堊紀中期二氧化碳的濃度比現(xiàn)代高了差不多3倍,地表平均溫度超過30℃,高出現(xiàn)在十幾攝氏度。
 
氣候變暖對生物演化也曾帶來致命摧殘。例如,距今2.52億年前,地球發(fā)生了有史以來規(guī)模最大的二疊紀末生物大滅絕事件。該事件的起因固然有諸多復雜因素,但很大的因素是西伯利亞火山大噴發(fā)帶來氣候的極端變化——大量二氧化碳氣體溶于海洋,造成海水酸化,有毒氣體泛起,導致海洋生態(tài)系統(tǒng)崩潰,絕大多數(shù)海洋物種因此滅絕。這樣的有毒環(huán)境又“反噬”陸地,使得本已岌岌可危的陸地生態(tài)系統(tǒng)也趨于崩潰。
 
白堊紀末生物大滅絕的起因則是印度德干高原的火山噴發(fā)導致全球環(huán)境急劇惡化,此后的小行星撞擊地球只是壓垮駱駝的最后一根稻草。

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