一个新的6600万年的二氧化碳史并没有给今天带来多少安慰

顺其自然362

格陵兰冰原的边缘，这里最近的融化留下了光秃秃的土地。鸣谢:Kevin Krajick/地球研究所

（）据哥伦比亚气候学校：一项对古代大气二氧化碳水平和相应温度的大规模新审查展示了地球气候可能走向的令人生畏的画面。这项研究涵盖了过去6600万年的地质记录，将今天的浓度放入深层时间的背景中。

除其他外，它表明大气二氧化碳上次持续达到今天的人类活动水平是在1400万年前——比一些现有评估表明的时间要早得多。它声称，长期气候对温室气体高度敏感，其级联效应可能会演变数千年。

这项研究由来自16个国家的80多名研究人员组成的联盟历时7年完成。它出现在《科学》杂志上。

哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球化学家rbel hni sch负责协调该联盟，他说:“我们早就知道向大气中加入二氧化碳会提高气温。“这项研究为我们提供了一个更有力的观点，说明在长时间尺度内气候有多敏感。”



过去6600万年的温度和大气二氧化碳浓度。底部的数字表示过去的几百万年；右边的数字是二氧化碳的百万分率。较热的颜色表示明显的高温时期；较深的蓝色，较低的蓝色。实线之字形线图显示了同期的二氧化碳水平；它周围的阴影区域反映了曲线的不确定性。鸣谢:改编自CenCO2PIP，科学2023

主流估计表明，在几十年到几个世纪的时间里，大气二氧化碳每增加一倍，全球平均气温就会升高1.5到4.5摄氏度(2.7到8.1华氏度)。然而，至少最近一项被广泛阅读的研究认为，目前的共识低估了地球的敏感性，认为每增加一倍，地球的变暖幅度为3.6至6摄氏度。

无论如何，鉴于目前的趋势，所有的估计都将地球置于危险的边缘，接近或超过本世纪可能达到的2度变暖，许多科学家同意，如果可能的话，我们必须避免2度变暖。

在18世纪晚期，空气中含有大约百万分之280的二氧化碳。我们现在最高420 ppm，提升50%左右；到本世纪末，我们可以达到600 ppm或更多。因此，我们已经处于不确定变暖曲线的某处，自19世纪后期以来，气温上升了约1.2摄氏度(2.2华氏度)。

无论气温最终表现如何，大多数对未来变暖的估计都是从过去气温如何跟踪二氧化碳水平的研究中获得的信息。为此，科学家们分析了冰核中的气泡、古代土壤和海洋沉积物的化学成分以及植物化石叶子的解剖结构等材料。

联合体成员没有收集新的数据；相反，他们聚在一起整理已发表的研究，根据不断发展的知识来评估它们的可靠性。根据新的发现，他们排除了一些他们认为过时或不完整的，并根据最新的分析技术重新校准了其他的。然后，他们根据迄今为止的所有证据，计算了一个新的6600万年的二氧化碳与温度的关系曲线，就他们所谓的“地球系统敏感性”达成了共识。他们说，通过这种方法，二氧化碳翻倍预计会使地球升温5到8摄氏度。

巨大的警告:地球系统敏感性描述了几十万年的气候变化，而不是与人类直接相关的几十年或几个世纪。这组作者说，从长期来看，温度的升高可能来自相互交织的地球过程，而不仅仅是空气中二氧化碳造成的直接温室效应。这些包括极地冰盖的融化，这会降低地球反射太阳能的能力；陆地植被的变化；云和大气气溶胶的变化可能会升高或降低温度。

“如果你想让我们告诉你2100年的温度会是多少，这个并不能告诉你。但它确实与当前的气候政策有关，”合著者、卫斯理大学的古气候学家达纳·罗耶说。“它强化了我们已经知道的东西。它还告诉我们，缓慢的级联效应将持续数千年。”

哈尼施说，这项研究将对试图预测未来几十年将发生什么的气候建模者有用，因为他们可以将新的有力观察纳入他们的研究，并理清短期和长期范围内的过程。她指出，该项目的所有数据都在一个开放的数据库中，并将滚动更新。

这项新的研究涵盖了所谓的新生代，并没有从根本上修正普遍接受的二氧化碳和温度之间的关系，但它确实加强了对某些时间段的理解，并完善了对其他时间段的测量。

最遥远的时期，从大约6600万年前到5600万年前，是一个谜，因为地球大部分是无冰的，然而一些研究表明二氧化碳浓度相对较低。这给二氧化碳和温度之间的关系带来了一些疑问。然而，一旦该联盟排除了他们认为最不可靠的估计，他们确定二氧化碳实际上相当高——大约百万分之600至700，与本世纪末可能达到的水平相当。

研究人员证实了长期以来的信念，即最热的时期是大约5000万年前，当时二氧化碳含量高达1,600 ppm，温度比今天高12摄氏度。但是到了大约3400万年前，二氧化碳已经下降到足以形成今天的南极冰盖。

随着一些起伏，接下来是进一步的长期二氧化碳下降，在此期间，许多现代植物和动物的祖先进化了。这篇论文的作者说，这表明二氧化碳的变化不仅影响气候，也影响生态系统。

新的评估称，大约1600万年前是二氧化碳持续高于现在的最后一次，大约为480 ppm到了1400万年前，它已经下降到今天人类引起的420 ppm的水平。这种下降还在继续，到大约250万年前，二氧化碳含量达到270或280 ppm，开始了一系列的冰河时代。大约400，000年前，当现代人类出现时，它处于或低于这个水平，并一直存在，直到大约250年前，我们开始大规模地扰乱大气层。

“不管温度变化的确切程度如何，很明显我们已经将地球带入了我们人类从未见过的一系列条件下，”研究的合著者，犹他大学教授加布里埃尔·鲍文说。“这应该让我们停下来，问一问什么是正确的前进道路。”

该联盟现在已经发展成为一个更大的项目，旨在绘制从5.4亿年前到现在的整个显生宙二氧化碳和气候如何演变的图表。