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大规模灭绝和气候变化:为什么温室气体上升的速度很重要

<p>我们现在知道,自恐龙灭绝以来,温室气体的上升速度比任何时候都要快,甚至可能更早</p><p>根据本周发表于“自然地球科学”的研究报告,二氧化碳(CO₂)的加入速度至少要快10倍</p><p>在大约5000万年前的一次重大变暖事件中,自工业革命开始以来,我们排放了近6000亿吨碳,大气中的二氧化碳浓度现在每年以百万分之三(ppm)的速度增加</p><p>随着二氧化碳的增加水平,温度和海洋酸化也在增加,生态系统如何在如此迅速的变化下应对是一个悬而未决的问题珊瑚礁,我们在煤矿中的金丝雀,表明目前的气候变化速度对于许多物种来说太快了适应:下一次广泛的灭绝事件可能已经开始过去,温室气体的快速增加与大规模灭绝有关重要的是要了解目前大气中二氧化碳的增加速度与过去的气候变化有多么不同毫无疑问,过去冰盖中的大气二氧化碳浓度和全球温度已发生变化,例如,古代气候的可靠保管员温度计发明之前,我们可以让我们深入了解气候条件</p><p>通过在冰盖上钻孔,我们可以检索冰芯并分析古老积雪的积累,这些冰芯不仅可以记录大气温度,还可以记录大气温度</p><p>包含冷冻气泡,为我们提供古代空气的小样本我们最长的冰芯延伸超过80万年过去在此期间,地球在寒冷的冰河时期和温暖的“间冰期”之间摇摆,从冰河时代转变为间冰期,你需要将CO 2增加大约100 ppm这种增加会反复融化几公里厚的冰盖多伦多,波士顿,芝加哥或蒙特利尔等现代城市的位置随着最后一个冰河期结束时二氧化碳浓度的增加,气温也升高一些生态系统无法跟上变化的速度,导致几次巨型海水灭绝,尽管人为影响几乎可以肯定是故事的一部分然而,与今天相比,过去一百万年来二氧化碳的变化速度是温和的</p><p>工业革命前的最高记录变化率低于每年015 ppm,仅为二十分之一我们今天正在经历为了找到当今气候变化的类比,我们因此需要回顾一下,到冰盖很小或根本不存在的时候几个突然变暖事件发生在5600万到5200万年前这些事件的特点是温度和海洋酸化迅速增加</p><p>这些事件中最突出的是古新世始新世最大热量(PETM)事件导致深海生命形式中已知的最大物种灭绝之一在几千年内,大气温度上升了5-8C重建在此事件期间添加到大气中的碳量在2000-10,000亿吨碳之间变化由夏威夷大学Richard Zeebe教授领导的这项新研究分析了海洋沉积物,以量化PETM期间变暖与碳循环变化之间的滞后</p><p>虽然气候档案变得越来越不确定,但我们回顾过去的情况,作者发现碳排放量每年必须低于110亿吨碳这大约是今天人类活动碳排放量的十分之一,例如燃烧化石燃料虽然PETM导致了已知最大的深海灭绝之一,但它是与过去的五大灭绝相比,一个小事件二叠纪 - 三叠纪边界灭绝,绰号“大死”,擦拭2.5亿年前90%的海洋物种和70%的陆地脊椎动物家庭就像它的四个兄弟一样,这个灭绝事件发生在很久以前,气候档案在很久以前就缺乏可靠地重建变化率所需的分辨率</p><p>然而,有证据表明在大死亡期间会有大量的火山活动,这会导致二氧化碳的释放以及大陆边缘甲烷的释放</p><p> 大气CO 2浓度和酸雨引起的海洋酸化已被提出作为潜在的杀手机制其他假设包括由于全球变暖或硫化氢逃逸导致的海洋氧气减少,这会导致直接中毒和对臭氧层的破坏这些过去的变暖事件是在没有人为影响的情况下发生的</p><p>他们指出气候系统内存在积极反馈,有能力使气候升温显着升高触发这些反馈的门槛难以预测,其影响难以量化反馈的一些例子包括永久冻土的融化,海洋沉积物中甲烷水合物的释放,海洋碳循环的变化,以及泥炭地和湿地的变化所有这些过程都有可能迅速向大气中添加更多温室气体</p><p>鉴于这些反馈足够强大过去要消灭相当比例的生命形式在地球上,没有理由相信它们在不久的将来不会足够强大,如果由足够快速的变暖引发的话今天大气中二氧化碳的变化速度在气候档案中是前所未有的它在最极端的时候超过碳释放过去6600万年中突然变暖的事件至少达到一个数量级因此我们无法依靠过去的记录来预测我们的生态系统是否能够以及如何能够适应我们知道,过去已经发生了大规模物种灭绝至少在PETM的情况下,

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