持续变暖的地球或提前触发冰河时代?
若地球气候持续变暖,未来会迎来怎样的变化?近期发表在《科学》期刊上的一项研究给出了一个出人意料的答案:随着气温上升,富含养分的地表径流会促使海洋浮游生物大量繁殖,进而将大量碳元素封存于海洋。而在低氧环境下,这一过程可能失控,最终推动地球进入冰河时代。

数十年来,科学界普遍认为地球气候由岩石风化驱动的缓慢自然过程调节。该机制被视作稳定气候的关键,能避免温度大幅波动。具体而言,雨水会从大气中吸收二氧化碳(CO₂),当雨水与花岗岩等硅酸盐岩石接触时,岩石会逐渐分解。溶解的物质与捕获的CO₂一同汇入海洋,碳元素会进一步与岩石释放的钙结合,形成贝壳和石灰岩礁。这些物质沉积在海底,将碳固定数亿年,使大气CO₂含量逐步降低。
“地球温度升高会加速岩石风化,从而吸收更多CO₂,让地球重新冷却。”论文作者、美国加州大学河滨分校的Andy Ridgwell解释道。
但地质记录却呈现出更具戏剧性的画面。有证据显示,地球最早的冰河时期,冰雪几乎覆盖整个星球。研究人员认为,这种极端冻结状态无法仅用自我微调的气候系统来解释。
这一发现促使研究团队寻找打破气候平衡、引发极端变化的额外过程。
新研究揭示了海洋碳埋藏的新机制。随着气温上升和大气CO₂增加,降雨会将更多磷等养分带入海洋,刺激浮游生物大量繁殖。浮游生物通过光合作用吸收CO₂,死亡后沉入海底,带走捕获的碳,从而将大气中的碳移除并储存在海洋沉积物中。
然而,温暖环境会改变这一系统。浮游生物增多会降低海洋含氧量,氧气减少时,磷更容易重新释放到水中,进一步促进浮游生物生长。浮游生物腐烂会消耗更多氧气,维持养分循环。随着循环持续,大量碳被埋藏,全球气温开始下降。
这种反馈并非温和地稳定气温,计算机模拟显示,其效应足以引发冰河时代。Ridgwell将这一过程比作制冷系统过劳:“夏天把恒温器设为26℃,白天室外升温时,空调会带走室内多余热量,直到室温降至26℃后停止。但地球的气候控制并非如此,它可能像恒温器离空调太远一样,反应不均。”
研究指出,地球早期大气含氧量较低,导致气候控制不稳定,这或许能解释为何早期冰河时代会出现全球冰封的情况。
如今大气含氧量高得多,尽管人类活动持续增加大气CO₂,短期内地球会持续变暖,但模型显示最终会出现降温反弹。不过,未来的降温可能不会那么极端,因为更高的含氧量会削弱海洋中养分反馈的强度。
“这就像把恒温器移得更靠近空调。”Ridgwell补充道,即便如此,这种影响仍可能让下一个冰河时代提前到来。
“归根结底,我们现在需要专注于限制地球持续变暖。无论地球最终以何种不稳定方式冷却,都不会快到让我们在有生之年摆脱全球变暖的困境。”Ridgwell强调。
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原标题:《地球一直变暖会怎样?可能提前开启冰河时代》
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