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新研究显示,第六次物种大灭绝将在2100年到来

北极蚊子 2018-7-4 14:49

在过去的大概5.4亿年里,地球上出现了五次物种大灭绝。最大的一次发生在2.5亿年前,导致95%的物种消亡。查古知今,科学家们得以从以前的物种大灭绝中洞察现在的情形:生物正以惊人的速度消失,这主要是因为人类造成的环境改变。很多科学家认为,地球正在经历第六次物种大灭绝。

之前的每次大灭绝都发生在地球碳循环遭到破坏之时。碳循环是细胞呼吸作用(释放二氧化碳)和光合作用(植物吸收二氧化碳)互相连接的自然过程。如今,人类正在以惊人的速度向环境中排放二氧化碳。

近日发表于《科学进展》的一篇论文写到,海洋是地球上大多数动植物的家园,如果人类活动导致海洋中的二氧化碳增加一定数量,就可能引发与远古时代同样的物种大灭绝。该论文认定,这个增量规模为3100亿吨。论文第一作者、麻省理工学院的丹尼尔·罗思曼(Daniel Rothman)说,按照联合国政府间气候变化专门委员会的预测,我们将在2100年达到那个数字。之后的世界就是不可知的了。

以前的物种大灭绝过程持续了数万年乃至数百万年,而我们现在所处的变动期顶多持续了几百年,因此难以进行比较。很多专家声称,地球正在经历第六次物种大灭绝,但麻省理工学院地球、大气和行星科学系的地球物理学教授罗思曼说,这仍然是个“科学问题”。

他解释道,一旦我们的星球跨过他在论文中提出的那个门槛,就会由量变引起质变。这些变化与地球上以前发生过的物种大灭绝有关。

“关于生命和碳循环的历史,一个引人注目的说法是,每当二者之一发生重大事件,另一个也同样会发生重大事件,”罗思曼说。虽然每次物种大灭绝的明显特点都是碳循环遭到破坏,但也有证据显示,在地球历史的其他时期,碳循环被破坏,但大多数生物并未走向灭亡。

罗思曼认为,当两个阈值之一被超过时,就会发生物种大灭绝。如果碳循环长期遭到破坏,随之而来的就是物种大灭绝,但前提是变化的速度超过生态系统适应的速度。对于更加突兀的变化,速度则无关紧要:碳循环的变化幅度决定了发生物种大灭绝的可能性。

罗思曼得出了一个数学公式,将这种临界速度和幅度与其所发生的时间尺度联系起来。然后,他考察了过去5.42亿年里碳循环31次遭到破坏的情形,计算出每次向海洋中增加的碳数量。他发现,在以前的31次碳循环破坏中,大多数都低于一个共同的阈值,没有导致大灾变和生物大规模死亡。

在五次物种大灭绝中,有四次跨过了那个阈值。最严重的一次大灭绝(导致95%的物种消亡)也是越线最远的一次。我们很容易在2100年甚至更早达到3100亿吨的阈值。按照最坏的估计,到2100年,我们向海洋排放的二氧化碳将达到5000亿吨。

罗思曼说,一旦越过这个碳阈值,我们将会进入“稳定边界的另一边”。这并不是说末日将在2100年的某一天突然降临,地球上的所有物种开始大批死亡。“第二天,人们还是会照常醒来去上班,”他说。真正的灾难可能在1万年的时间里逐渐发生。

还有很多问题需要解答。比如,我们现在不知道把碳循环和大灭绝事件联系起来的机制。罗思曼说,碳循环巨变“可能是一个迹象或者征兆”。那篇论文没有提到2100年后灭绝率将如何变化,这一切是否不可避免。

我们可能将不得不开展更加冒险的脱碳计划,比如地球工程。“我认为这些计划绝对值得关注。”罗思曼说。

我们正快速迈向物种大灭绝的临界点。如果我们继续这样下去,我们将在有生之年达到那个门槛,后果将不堪设想。

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