为什么我们要在半个十亿年内争取最温暖的气候?

生命在地球的最后一个温室时期,始新世。 Jay Matternes / Smithsonian博物馆,CC BY生命在地球的最后一个温室时期,始新世。 杰伊·马特内斯/史密森博物馆, CC BY

二氧化碳浓度正朝着过去200m年没有看到的数值。 太阳也随着时间的推移逐渐变强。 放在一起,这些事实意味着气候可能正在走向过去五十亿年未曾见过的温暖。 谈话

自从500,000,000BC以来,地球上发生了很多事情 - 大陆,海洋和山脉已经消失,复杂的生活已经演变,并从海洋转移到陆地和空中。 这些变化大部分发生在数百万年甚至更长时间的很长时间内。 然而,在过去十年中,全球气温上升了约150℃,冰盖和冰川退缩,极地海冰融化,海平面升高。

有人会指出,地球的气候已经 之前经历了类似的变化。 那么有什么大不了的?

科学家可以通过查看锁在岩石,沉积物和化石中的证据来了解过去的气候。 这告诉我们的是,过去气候发生了变化,但目前的变化速度是 非常不寻常。 例如,二氧化碳至少在过去至今没有像现在这样迅速增加到大气中 66m年.

事实上,如果我们继续沿着现在的道路前进,利用所有的化石燃料,以及二氧化碳排放率,至少在过去几十年中,绝对气候变暖也可能是史无前例的。 这是根据我们已经发表的一项新的研究 自然通讯.

就地质年代而言,全球变暖的1℃并不特别。 在大部分历史上,这个星球比现在要暖和许多,事实上,地球常常被称为“温室”气候状态。 在几年前的最后一个温室里,全球平均气温比今天温暖的50-10℃,极地地区是无冰的, 棕榈树生长在南极洲的海岸,鳄鱼和乌龟在现在被冻的加拿大北极的沼泽森林里沉溺。

相反,尽管我们目前正在变暖,但我们仍处于技术上处于“冰室”气候状态,这仅仅意味着两极都有冰。 每隔300m年左右,地球自然就会在这两个气候状态之间循环。

就在工业革命之前,对于大气中的每一百万个分子来说,其中的280就是二氧化碳分子(280百万分之一或百万分之一)。 今天,主要由于化石燃料的燃烧,浓度约为400 ppm。 在没有任何努力削减我们的排放量的情况下,传统化石燃料的燃烧将在2,000年之前造成二氧化碳浓度在2250ppm左右。

这当然是大量的二氧化碳,但是地质记录告诉我们,过去地球几次经历过类似的浓度。 例如,我们新的数据汇编显示,在三叠纪时期,在200m年前,当恐龙首次进化时,地球处于温室气候状态,大气中的二氧化碳含量约为2,000-3,000ppm。

所以高浓度的二氧化碳不一定会使这个世界完全不适合居住。 恐龙毕竟是兴旺发达的。

这并不意味着这不是什么大不了的事情。 首先,毫无疑问,人类将面临重大的社会经济挑战 剧烈而迅速的气候变化 这将导致2,000或更高的ppm迅速上升。

但是,我们的新研究也表明,相同的碳浓度将导致未来的变暖,比以前的高二氧化碳时期。 这是因为地球的温度不仅取决于大气中二氧化碳(或其他温室气体)的含量。 我们所有的能量最终都来自太阳,由于太阳通过氢核融合成氦来产生能量的方式,其亮度随着时间而增加。 四亿五十亿年前,当地球年轻的时候,太阳在30%左右不太明亮。

所以真正重要的是太阳变化的强度和变化的温室效应的综合效应。 纵观地质历史,我们普遍发现随着时间的推移太阳变强,大气中的二氧化碳逐渐减少,所以两者的变化平均相互抵消。

但是未来呢? 我们没有发现气候的驱动因素 气候强迫如果我们把所有现成的化石燃料都燃烧起来的话,这个数字和未来一样高。 至少在420m年以前,没有在摇滚唱片中记录过它。

地质科学的中心支柱就是地质学 均匀原理:“现在是过去的关键”。 如果我们现在继续燃烧化石燃料,2250这个古老的谚语可悲的是不再是真实的。 即使在广泛的地质记录中,这个高二氧化碳排放量的未来也会有一个对应的问题,这是值得怀疑的。

作者简介

Gavin Foster,同位素地球化学教授, 南安普敦大学; Dana Royer,地球与环境科学教授, 卫斯理大学,气候科学教授Dan Lunt, 英国布里斯托尔大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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