在哺乳动物在地球上扩散的过程中,地球的温度急剧上升并且危险地升高-地球可能再次遇到这种情况。
哺乳动物时代的开始很奇怪。 行星仍在远离着名的超级巨星恐龙的惊人消失。 地球最新的火山口仍然是在墨西哥湾下方沸腾的热泉蒸汽系统。 经过这样的大决战后,我们震惊的祖先默默地同意在一个随机继承的星球上扮演新的角色。 很快,适应新节奏的生活-15米长的蟒蛇在丛林大棚里搜寻,鸟类成长到巨大的比例,模仿它们离开表亲的表亲,并且哺乳动物出现了,类似于现代动物,我们可以认出,尝试了一下。 几百万年来,他们摆脱了消失的巨人的坚强后盾,开始进行实验。 重要的是,早期的鲸鱼在四只脚上耕种了巴基斯坦群岛的广阔地带,试验了水中的生命。 第一批像狐猴的灵长类动物从树顶跳下,各种各样的有蹄类动物冲入森林来回。
但是哺乳动物早期的最令人惊奇的特征是无处不在的高温-太热了,以至于5000万年前在北极圈后发现了鳄鱼,棕榈树和
灰色沙鲨 。 在蓝绿色球的另一侧,在今天冲洗南极洲的水域中,水的表面温度可能达到如今令人难以置信的30ºC,南极洲几乎种成了热带森林。 热带地区存在无生命的区域,太热了,有些植物或动物无法生存。
这种情况在古代大气中盛行,其中0.1%(1000 ppm)是二氧化碳。 如果这个数字看起来很熟悉-您是对的,那么人类应该将地球带到本世纪末。 这应该使我们感到烦恼。
“将更多的CO
2排放到大气中,并加快升温速度。 布里斯托大学的有机地球化学专家戴维·纳夫斯(David Naafs)说,这是一个非常简单的物理学,我们可以追溯到19世纪。 “但是,到本世纪末,[地球]变暖的精确度如何,我们不知道。 根据我们对古代气候的研究,我们可以说的超出了我们的想象。”
上周,纳夫斯(Naafs)及其同事在《自然地球科学》杂志上发表了一篇研究报告,他们在这个古老的蒸汽室中重建了陆地温度,该蒸汽室在
古新世晚期和
始新世早期即哺乳动物时代的闷热
时期中存在,并具有较高的CO
2含量。 并且他们意外地挖掘出燃烧的温度。
要研究过去的土地,科学家需要优质的石头,而且幸运的是,对于地质学家和矿物开采公司而言,丛林中的大量煤炭残留在哺乳动物早期的沼泽中。 例如,在美国的
粉河谷,到处都是古新世化石沼泽,如今这些化石沼泽在燃烧,占美国碳排放量的10%。 Naafs小组研究了劣质煤,
黑褐煤或化石泥炭的实例。 这样的煤在世界各地发现(从德国的露天矿山到新西兰的裸露岩石),其出现时间从新世晚期到始新世,从56到4800万年前。 科学家能够通过分析生活在这些绝灭沼泽中并保存在煤中的化石细菌和古细菌产生的
脂质的温度敏感结构,来恢复古代气候的状态。 研究小组发现,在过去的英国,德国和新西兰,由于CO
2含量较高,因此生命可承受的年平均温度为23-29ºC,比今天的温度高10-15ºC。
纳夫斯说:“这些湿地看起来就像今天的热带沼泽一样,就像亚马逊上的
大沼泽地 。” -因此,欧洲看上去像大沼泽地,而我们现在[2018年夏中]经历的如此突然的热浪将是完全正常的。 也就是说,这样的气候每天都会发生。”
在欧洲,今天炎热的天气迫使斯堪的纳维亚人在北极圈内达到32ºC的温度下晒日光浴,并驱车前往鹿滩。 它在希腊引发了毁灭性的森林大火,并在西班牙和葡萄牙造成了一个无法忍受的周末。 但是在超过5000万年前,这种天气对于45º至60º的纬度来说是基本的。 在这样炎热的天气中,当史无前例的高温本来是正常的时候,一股意想不到的高温浪潮似乎是不人道的。
“也许欧洲的高温天气会使三周的温度设定在40ºC左右。 我们不知道。” 这就是古新世末期和中新世始新世初期的生活。 但是在这种全球性浴池中靠近赤道的地方,热量本应更加严重,克服了复杂生活的局限性。 为了找出残酷的原因,纳夫斯小组分析了印度古褐煤的样本,这些样本一直在热带地区存在-该次大陆仍在印度洋上移动,以满足其与亚洲的会合,抬升了高山。 但是,不幸的是,事实证明这些样品的温度超过了最高温度。 它们太高了,无法通过新开发的方法进行测量。 因此,关于祖先存在的早期热带地区的地狱程度如何的问题仍然悬而未决-但是,科学家们加载了两台计算机,以重建这种情况,就好像它是科幻小说中出现的一样。
纳夫斯说:“有些气候模型表明,热带地区是温度超过50ºC的死区,例如在非洲和南美。” “但是我们没有数据,所以我们不知道。”
纳夫斯的工作适合将地球视为遥不可及的过去几乎无法识别的温室星球的更大概论。 来自科罗拉多大学的古生物学家Jaelyn Eberle最近从加拿大
Ellesmere岛回到她在Boulder的办公室,该办公室自1990年代以来一直在进行研究。 埃尔斯米尔(Ellesmere)在北部,尽你所能攀登,以免从北美坠落并遇见圣诞老人。 在冰冷的峡湾上空无一处的高地,只有孤独的驯鹿才能在
努纳武特广阔的天空下与麝牛交替。 那里也有北极熊,但埃伯利很幸运尚未与任何北极熊见面-尽管在那里,在世界之巅,潜在客户可能会和你开玩笑,而雪白的北极兔站在其后腿一定距离处似乎有些险恶。
“您拿出枪支,开始担心,然后再通过双筒望远镜注视-这只是一只兔子,” Eberly说。
但是它爬北不仅是为了有时会见极地动物群的代表。 她的目标是温暖时期的动物群。 尽管那里,在世界之巅,树木没有生长,但有树桩。 他们大约有五千万年的历史。
“埃勒斯米尔的化石森林是一个壮观的景象,”埃伯里谈到埋在北极土壤中的生态系统。 “一旦您开始详细研究它们,就会感到惊讶-哇,这就是丛林。”
Eberly是一位古生物学家,专门研究脊椎动物,尽管麝牛可以走过她的营地,但他下面的土壤中还是有很多动物可以研究。
“这里有鳄鱼,巨型海龟,灵长类动物等等。 类似于河马的巨大动物是
蛇蝎 。 -也就是说,我们这里有tap,尽管E显然显然不在今天生活在极地,但who在始新世开始时就住在北极附近。
这些动物的存在表明气候非常温暖。 但是,传统的未来变暖预测之间存在很大的差异,例如,政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的预测说,到本世纪末,如果当前排放量保持不变且海平面上升,则变暖约4ºC。几厘米-几乎无法识别的地球被埋在石头中,这些石头以类似的CO
2速率出现,Eberly挖出了这个速率。
消除差异的一种明显方法是,注意到古代地球的变化经历了数十万年,而地球在21世纪末将不会停止变化。 我们已经观察到的变化的开始也只会在几千年中完全展开-除非我们采取迅速的措施来弥补这些变化。 在上新世,海平面比今天高出约25 m时,最近一次的CO
2含量等于三百万年前的400 ppm(0.04%)。 显然,气候尚未与具有这种CO
2含量的世界达到平衡。
而且您必须等待很长时间。 无论如何,我们绝对不会在400 ppm处停止。 如果到本世纪末,我们将CO
2含量提高到约1000 ppm,那么变暖就不会发生,地球将继续变化如此之久,以至于对于人类来说,这一时期似乎是永恒的。 最后,当地球系统达到平衡时,很可能是智人的简短进化史上找不到的状态。 最令人不快的是,作为一个物种,我们赖以预测的未来所依赖的气候模式,在很大程度上未能预测我们闷热的过去。 尽管差距正在缩小,但模型正在逼真,即使是接近始新世温室的模型也需要将大气中的CO
2增加到现代的16倍-这远远超出了将CO
2增加一倍或两倍的目的化石记录证明了这一点。
我们显然缺少了某些东西,Naafs认为模型中缺少的成分之一是甲烷-一种具有强大温室效应的气体,可以帮助缩小模型世界与化石世界之间的差距。
他说:“在这些温室时期,我们对甲烷循环一无所知。” “我们知道它变暖,沼泽散发的甲烷更多,但是我们对冰芯范围之外的甲烷循环一无所知,它们只有80万年的历史。” 我们知道,热带沼泽向大气中的甲烷排放量要多于寒冷沼泽。 而且我们知道甲烷可以增强高纬度地区的升温,这可能是缺少的反馈。”
在许多方面,这些古代世界无法与我们的世界进行比较。 必须注意比较两个不同的世界。 哺乳动物的早期时代不像今天的星球。 各大洲的位置不同,因此海洋的环流也不同,而且5000万年前的边界条件与我们的完全不同-在这段美好的时光里,构造,海洋学和生物学发生了许多变化。 但是根据纳夫斯的说法,如果人为地将足够的温室气体排入大气,那么您可以重现哺乳动物早期许多最荒凉的方面。
他说:“如果我们燃烧所有的化石燃料并等待几个世纪,我们可以回到那个状态。” -实际上,在所有类型的古气候研究中,都表明高含量的CO
2意味着非常温暖的气候。 当它变得非常温暖时,它会变得非常非常温暖。”