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科學畫報:後人類時代的地球

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  地質學家喜歡給地球的不同時期起名字。比如,二疊紀、第三紀。每個紀又分若干個世。古新世、始新世等就屬於第三紀。目前,我們處於第四紀的全新世。考慮到人類活動對地球產生的巨大影響,諾貝爾獎獲得者、德國大氣化學家保羅·克魯岑建議稱我們正在經歷的時期為「人類世」。


  且不管大家是否接受這個稱謂,但人類對地球產生的巨大影響是無可爭辯的。人類出現至今已有二三百萬年歷史,但對於已經存在40多億年的地球來說,這不過是彈指一揮間。雖然只有幾百萬年,人類的破壞卻遍及地球每個角落。有一些科學家悲觀地預測,化石燃料將殆盡,生態系統將崩潰,「人類世」將終結,地球將進入後人類時代。地球的命運如何?從生機勃勃變為一片荒蕪嗎?

  公元2500年,全球氣候變暖,地球兩極冰蓋融化,世界變得汪洋一片。科幻電影《未來水世界》預測,未來是個水世界。明天的明天,全球氣候變暖,地球兩極冰蓋融化,大量淡水注入海洋,導致全球氣候劇變,地球在一夜之間進入冰期。這是科幻電影《後天》講述的未來冰世界。無論是水世界還是冰世界,這些僅僅是人們富有想像力的猜測。但是,這些猜測並非「無厘頭」,全球氣候變暖就是鐵一般的事實。

  全球氣候變暖將會點燃兩個」炸藥包「。一個是埋藏在高緯度地區的永久凍土,當兩極氣溫升高,永久凍土融化,其中的泥炭降解,釋放幾萬億噸二氧化碳。另外一個是埋藏在海底沉積物中的碳水化合物(俗稱「可燃冰」)。當全球氣溫升高,海面上升,深海的氣溫和壓力隨之上升,碳水化合物分解,釋放甲烷——一種比二氧化碳更厲害的大氣保溫氣體。這兩個」炸藥包「一旦被點燃,將加劇全球的大氣保溫效應,地球的氣溫將一路攀升,直至衝破臨界點,後果不堪想像。

  但是,富有想像力的人類更喜歡預測不堪想像的後果。而以史為鑑向來是科學家預測未來的重要途徑,就連電影《後天》裏的氣候學家也熱衷於研究史前氣候。那麼,歷史能告訴我們什麼呢?科學家以5500萬年前,古新世到始新世的交界時期作為參照物。當時,地球的氣溫在幾千年裏上升了9攝氏度之多。這與目前人類正在經歷的全球氣溫上升的速度相近,是距今最近的一次全球急劇升溫時期。很多岩石里尚記錄着當時的情境。

  通過測量古新世到始新世的一些岩石,科學家估計出當時地球大氣中的二氧化碳含量。當時,大概有5萬億~9萬億噸的二氧化碳進入大氣(即使人類將所有的化石燃料轉化成二氧化碳,總量也只有3萬億噸左右)。而如此巨量的二氧化碳不可能是火山噴發所為,因為沒有證據表明當時地球火山活動頻繁。

  根據植物化石的記錄,當時氣候非常乾旱。而氣候乾旱很容易造成泥炭大量降解,這可能正是如此巨量二氧化碳的來源。如果這一切推測正確的話,在5500 萬年前,地球經受過一次大氣中二氧化碳含量劇增事件。這恰恰與我們今天面臨的情境極其相似:大氣中的二氧化碳含量增加,全球氣溫升高,氣候乾旱,點燃泥炭等炸藥包,招來更多的大氣保溫氣體。

  面對大氣中如此巨量的二氧化碳,地球如何承受?地球化學家的研究表明,二氧化碳逐漸溶解到海水中。不過,這種溶解速度相當緩慢。大約需要經歷幾百年,海水和大氣中的二氧化碳含量才能達到平衡,15%留在大氣中,85%溶解到海水中。當大量二氧化碳進入海水後,海水酸化,大量碳酸岩沉積在海底。這樣的海洋環境對於生命而言,無疑是致命的。幸運的是,這種極端酸化的海水只存在一兩萬年。之後的十幾萬年到200萬年間,地球慢慢恢復正常。

  這只是人類對5500萬年前地球自我修復過程的假想。更何況,今非昔比。現在的地球比當時冷得多。這意味着全球的溫差變化更大,造成的影響可能更深遠。在古新世晚期,地球氣候暖和,兩極很少出現冰蓋。而現在地球的兩極覆蓋冰蓋。冰蓋能反射太陽光,確保地球的氣溫不會因過多的太陽輻射而持續升高。在目前情況下,如果氣溫升高導致冰蓋融化,大量太陽光不被反射而被地球吸收,這同樣會加劇地球氣候變暖的速度,直接導致地球系統紊亂,甚至崩潰。

  那時的地球將如何發展?科學家對此有兩種猜測。一種,地球步金星之後塵。如同數十億年前的金星一般,整個海洋沸騰,地球上的水被蒸發殆盡。地球走上了一條不歸路,生命全然消失,從此一片荒蕪。還有一種,比較樂觀,科學家對地球的自我恢復能力充滿信心,無論經歷怎樣的災難,地球終究會恢復正常,再度成為哺育生命的沃土。

  即使我們樂觀一點,相信地球的自我恢復能力,從地球系統的崩潰到地球系統的恢復,也要經歷數十萬年,甚至更長的時間。在這段漫長的光陰里,地球上的所有物種要經歷一次大洗牌——生物大滅絕。這也可能成為生命進化歷程的轉折點。

  奇怪的是,在5500萬年前的那次全球氣溫變暖中,地球上的大多數物種得以存活。根據化石記錄,這些物種逃生的計策是大範圍遷徙。遺憾的是,在地球上烙下人類活動痕跡的今天,這樣的事件不可複製。物種遷徙的道路被大量公路、城市和農田阻擋了。物種除了滅絕,別無他路。首當其衝的是現今已經瀕臨滅絕的物種,緊接着是那些現今生命力還很旺盛的物種,比如非洲的食草動物。然後,地球逐漸恢復生機,生命朝着更好的方向進化。

  這同樣有史為證。2.5億年前的二疊紀晚期,地球上經歷了有史以來最嚴重的生物滅絕事件。當時,96%的海洋物種、70%的陸地物種從地球上消失。在此後的數百萬年間,地球一片寂靜,海洋里只有25~30個物種。當然,大滅絕之後的長時期蕭條可能是為之後的物種大暴發做準備。在二疊紀生物大滅絕之後的數百萬年後,地球上的物種空前繁盛,一片欣欣向榮。

  到那時,人類在哪裏?是早已滅絕,還是少數倖存,抑或是進化成更適應地球的物種?電影《後天》裏,地球的自我恢復能力超強,災難僅持續幾天,地球便恢復正常,人類倖存。電影《未來水世界》裏,一片汪洋中,新興人類長着鰓和蹼。電影裏的情節終究是人類的一廂情願,現實並不總是以大團圓結局收場。如果不想把地球逼上不歸路,如果不想被自己製造的災難所洗劫,請保護我們的地球。

責任編輯: 王篤若  來源:科學畫報 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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