过去几十年,古气候学家一直在讲一个让人多少有点安心的故事:地球经历过比现在热得多的年代,全球平均温度可能比工业革命前高出20℃甚至30℃,动物照样繁衍,生态照样运转。言下之意,地球是扛过大热的,生命也没那么脆弱。
这个故事可能讲错了。
成都理工大学访问学者郑栋宇在英国利兹大学合作研究期间,与同事们在《自然·通讯》上发表了一项新研究,重新估算了5.4亿年来地球的温度历史。结论是:那些所谓的“超级温室期”,温度大约只比工业革命前高出10℃左右。依然很热,但比过去认为的20℃到30℃低了一大截。
差距从何而来?过去重建古温度,主要靠沉积物中氧同位素的比值。这个指标确实能反映温度,但它容易受沉积物埋藏后化学变化的干扰,越古老的样品,偏差越大,测出来的温度往往偏高。
新研究换了一把尺子:化学蚀变指数(CIA)。这个指标衡量的是岩石样品中容易被风化的元素流失了多少。温度越高、降水越多,岩石风化越剧烈,CIA值就越高。全球已有数万条CIA记录,研究团队把这些数据喂进气候模型,反推出对应区域和时期的全球平均温度。
结果指向一个统一的图景:过去5.4亿年里,地球温度的波动幅度比此前认为的要小得多。
那些最热的时期,大气中二氧化碳浓度确实很高,但地球有一套慢吞吞的自我调节机制在起作用。岩石风化就是其中最重要的一环:气温升高,风化加速,大气中的二氧化碳被消耗得更快,温度就被拉回来。这个负反馈循环像一台天然恒温器,在数百万年的尺度上把地球温度维持在一个相对有限的范围内。
生命之所以能在5亿多年里持续演化,不是因为它扛住了极端高温,而是因为地球的温度从来没有真正极端过。
这个发现反过来也意味着,地球的长期气候敏感性,也就是二氧化碳浓度翻倍后地球最终会升温多少,可能比近年来一些研究估算的要低。地球的恒温器比我们想的更有力。
但这不是好消息。
利兹大学地球系统演化教授本杰明·米尔斯(Benjamin Mills)是这篇论文的通讯作者。他说:“如果把所有化石燃料储量全部烧掉,全球升温幅度可能达到10℃。这会把地球带到它也许从未到过的地方。”
10℃。恰好是新研究给出的地球历史温度上限。换句话说,人类有能力在几百年内,把地球推到5.4亿年来可能从未出现过的温度。
而那台天然恒温器帮不上忙。岩石风化调节气候的速度,是以百万年为单位计算的。人类排放二氧化碳的速度,是以十年为单位计算的。这中间差了5个数量级。
地球或许终有一天能把这波热压下去,只是那个终有一天,早已不在人类等得起的时间里。
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图为利用化学蚀变指数(CIA)记录与气候模型模拟相结合重建全球平均地表温度的工作流程示意图,图源:Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-72672-6
信源:University of Leeds. "Ancient rocks reveal Earth's past warm periods were cooler than thought." Phys.org, edited by Gaby Clark, 9 July 2026
