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兼听:全球变暖(原创)

已有 4262 次阅读 2009-6-30 15:37 |个人分类:油脂科普|系统分类:科普集锦| 全球变暖, 平均温度, 生物演化, 盖亚

兼听:全球变暖
孙德伟
由于人类不加节制使用石化能源使地球不可挽回变暖的观念已被大多数人接受。前NASA研究人员气候学家詹姆斯·洛夫洛克就坚信这一观念,他在新书《消失的盖亚》毫不客气地指出人类是造成地球变暖最大的元凶,并警告人类如果不改变目前能源获取方式,“盖亚”(洛夫洛克认为地球是一个活的生物体,形象地称之为盖亚)将走向死亡。国际非官方组织政府间气候变化专业委员会IPCC)的报告中也将遏制全球变暖作为一项重要议题。
但是,2008年美国学者弗雷德·辛格和丹尼斯·艾沃利推出的新书《全球变暖——毫无由来的恐慌》,认为全球变暖并非是人类的责任,而是由地球气候变化自有规律决定。瑞典地质兼物理学家尼尔斯·阿克塞尔·默纳也宣称全球变暖导致海平面上升是“世纪大谎言”。加拿大首位气象学博士蒂莫西也大呼:大家都说全球变暖,有实实在在的数据支持吗?看到以上这些不同观念,原本对全球变暖坚信不疑的我也产生了一些想法。
地质学家和古生物学家在大尺度上(通常是几亿年)研究地球演化历史。据已有研究成果,我们可以清晰地看到地球演化规律。地球有46亿年历史,但在最初几亿年里,火山喷发频繁,大规模陨石或者小行星撞击,当时地球环境非常恶劣,地表平均温度也非常高。大约到了距今42亿年左右,原始地壳才基本形成,随后开始有水和原始大气。古生物学家们根据化石推测,大约在距今38亿至距今41亿年间,地球上第一种生命形式最原始的原核生物细菌和蓝藻(只有细胞膜和原生质等,没有细胞核)在水中出现了,这时地球平均温度大约降到了70摄氏度左右。这是地球第一个降温过程,也正是这个过程让生命存在有了可能(插图1-1,1-2:早期地球)。
尔后,地球上生命开始了漫长演化过程,最初演化极其缓慢。因为生物的存在,大气中氧气开始增加,花了差不多20亿年含量才达到了1%,原核细胞开始演化到真核细胞。这一过程花了整整20亿年,这期间地球平均温度总体上是降温的过程。距今7.5亿年至距今5.8亿年前,地球平均温度继续降低,使得地球经历了一次极其严重而漫长的冰河时代,不仅陆地全部被冰川覆盖,而且海洋也被完全冻结,只靠来自地球核心的热量才使液态水在一公里厚的冰层下存在。从太空看,地球已经完全成为一个巨大的雪球,这便是“雪球地球”Snowball Earth事件(插图2:雪球地球)。生命在这样极端条件下挨到了距今约5.4亿年寒武纪早期,终于迎来了“寒武纪生命大爆发”,目前地球上几乎所有的现生动物门类祖先类群都已出现,这也许是生命格外钟情当时环境和温度。从厚达一公里冰层的低温到全球平均温度适合大多数生物生存,这是一个温度不断上升的过程。
接下来,生命演化便走上了快车道。植物界藻类演化成为了蕨类植物,而后是裸子植物到被子植物;动物界也由无脊椎动物演化到了脊椎动物的鱼类、两栖类、爬行类直至哺乳动物,最后才有了人类(插图3:生命演化树)。在这期间,地球平均温度一直在变化着,温度变化又影响了生命进化历程。以两极冰盖为例,在大的时间尺度来说明全球范围平均温度变化:雪球地球时期,整个地球被冰雪覆盖,后来温度慢慢升高,厚达一公里的冰层开始变薄,然后是赤道附近冰层完全熔化,紧接着南极或者北极冰盖开始缩小,直至两极没有冰盖。根据科学家考证在恐龙最繁盛的时期之一的白垩纪,两极便没有冰盖,是一个温暖地球,那时植物非常繁茂,这为恐龙帝国提供了丰富的植物来源。随后,地球开始新一轮气温降低,南极或北极中的一极开始出现冰盖,然后慢慢扩大,直至两极都有冰盖。随着全球温度进一步下降,全球冰雪覆盖范围逐渐扩大。尔后,随着地球平均气温新一轮的上升,冰雪覆盖范围会再次减少,然后是两极其中一极冰盖消失,然后都消失……如此往复,此消彼长,这就是地球整体温度变化的一个大规律。
加拿大科学家在09年《科学》杂志上发表文章称,冰架对气候变暖十分敏感,近些年来其融化速度加快。他们还进行了一系列电脑模拟实验,期待预测将来气候变化。据称,如果气候变暖使南极西部冰盖全部融化,部分沿海地区海平面上升幅度将比原先预计高出25%。这意味着处于低洼地势的美国首都华盛顿、纽约、加利福尼亚州沿海地区,甚至北大西洋东部和印度洋的一些沿海地区都可能被淹没。这听来的确有些耸人听闻,这真的会发生吗?这真的是由我们行为导致的吗?
古生物学和地质学的研究为我们提供了更多数据,让我们了解过去气候变化。目前我们生活的时代在地质学上被称为第四纪,按照最新《国际地质年代表》的表述,第四纪上限是距今约260万年,其最大特点是人类的出现。据查,距离我们最近的一次冰川期便发生在距今约200万年,形象地被科学家们称之为第四纪冰川。经过详细研究,第四纪北半球大部有四次冰期、三个间冰期和一个冰后期;在北欧则有五次冰期、四次间冰期和一个冰后期。这些都可以说明一个现象那就是,第四纪期间温度波动非常频繁,寒冷和温暖交替出现(插图4:新生代以来全球平均温度变化图)。我们人类从早期南方古猿,演化到能人、直立人、早期智人、晚期智人直至我们的过程刚好处在这个剧烈的温度变化之中。或许正是这样剧烈的温度变化,考验了我们祖先的智慧,逼迫他们开动脑筋想办法生存下来。或许正是这个过程促进了他们大脑的发展,让他们和我们越来越接近。化石证据已经证明,南方古猿、能人、直立人、早期智人、晚期智人的脑容量在不断增加。我们现在仍然处在一个间冰期(两个冰期之间的空档),同样承受着我们祖先几百万年以来一直经历的环境变化。了解了这样一些大背景,我们便会对当前无论是温度上行导致全球变暖引发大洪水,还是温度下行《后天》再现,有比较理性认识。
全球变暖是什么原因造成的呢?究竟地球自身演变规律,还是确实由于人类活动造成的?现在还没有确切原因。不过人类活动的确加速了全球变暖这一过程。造成全球温度升高的内在的、深层次原因我们还将继续探索下去,以便我们更加有效的减缓和抑制全球变暖给我们带来毁灭性的打击。不过无论将来是什么答案,现在都不妨碍我们坚持保护地球,爱护环境,奉行简约的生活方式。因为,我们只有一个地球,保护我们赖以生存共同的家园是每个人应有的生活态度和应尽的义务。
 
插图1-1,1-2:早期地球
插图2:雪球地球
插图3:生命演化树
插图4:新生代以来全球平均温度变化图
 
作者简介:孙德伟,中科院古生物学硕士。


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