碳總量或超“災(zāi)難臨界值”
2100年，地球迎來(lái)第六次物種大滅絕？
本報(bào)記者 聶翠蓉 綜合外電
今日視點(diǎn)
在近5.5億年歷史中，地球已經(jīng)歷過(guò)5次物種大滅絕事件，每次都會(huì)造成整科、整目甚至整綱生物短時(shí)間內(nèi)從地球上集群性消失。而現(xiàn)在，由于人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的植物生存環(huán)境破壞、自然資源過(guò)度開(kāi)發(fā)以及污染和氣候變化，物種正以比過(guò)去快千倍的速度滅絕，專(zhuān)家們預(yù)言稱(chēng)，人類(lèi)正在迎來(lái)第六次物種大滅絕。
資料圖：白堊紀(jì)物種大滅絕事件導(dǎo)致恐龍從地球上消失。圖為山西太原動(dòng)物園，華北最大的恐龍嘉年華正式對(duì)外開(kāi)放。中新社發(fā) 韋亮 攝
研究發(fā)現(xiàn)，每次大滅絕事件都與大氣層和海洋內(nèi)正常碳循環(huán)被徹底顛覆有關(guān)，這些每隔幾千到幾百萬(wàn)年發(fā)生的碳巨變，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的海洋物種徹底出局。但第六次大滅絕事件具體何時(shí)發(fā)生，科學(xué)家們一直沒(méi)有答案，主要原因是一直未在遠(yuǎn)古時(shí)期大規(guī)模碳異常與近百年碳變化之間找到關(guān)聯(lián)點(diǎn)。
近日，答案似乎已經(jīng)浮出水面——2100年。美國(guó)麻省理工學(xué)院地球、大氣與行星科學(xué)系教授丹尼爾·羅斯曼通過(guò)數(shù)學(xué)公式，對(duì)包括5次大規(guī)模滅絕事件在內(nèi)的5.5億年間碳循環(huán)的重大變化進(jìn)行了計(jì)算分析，確定了“災(zāi)難臨界值”。他將這一數(shù)值與政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)報(bào)告提供的預(yù)測(cè)值對(duì)照后發(fā)現(xiàn)，2100年海洋碳總量將接近或遠(yuǎn)超過(guò)該臨界值，從而導(dǎo)致第六次大規(guī)模物種滅絕。
“災(zāi)難臨界值”浮出水面
羅斯曼之前曾研究過(guò)史上最嚴(yán)重的一次大滅絕——二疊紀(jì)末期生物大滅絕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)95%以上海洋物種的滅絕與地球系統(tǒng)碳量的巨大波動(dòng)強(qiáng)相關(guān)。從那時(shí)起，他決定對(duì)第六次生物大滅絕的可能性展開(kāi)深入研究。
羅斯曼提出兩個(gè)臨界點(diǎn)，一旦跨越其中一個(gè)，大規(guī)模物種滅絕就會(huì)發(fā)生。針對(duì)歷史大滅絕事件中跨越數(shù)千到數(shù)百萬(wàn)年的長(zhǎng)時(shí)間跨度，可用碳循環(huán)變化速率為參考臨界值，如果這個(gè)速度快到地球生態(tài)系統(tǒng)無(wú)法適應(yīng)，物種就會(huì)大面積滅絕。而對(duì)于現(xiàn)今較短時(shí)間跨度內(nèi)，碳循環(huán)的變化速度將不再重要，變化幅度才是決定物種滅絕事件可能性的重要參數(shù)。
最終，他基于物理學(xué)基本原理推導(dǎo)出了一個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)公式，將碳變化的臨界速率和臨界幅度與時(shí)間尺度聯(lián)系起來(lái)，并假設(shè)，這個(gè)公式能預(yù)測(cè)大規(guī)模物種滅絕或其他全球性災(zāi)難。
從歷史科研數(shù)據(jù)中找答案
為驗(yàn)證數(shù)學(xué)公式是否能經(jīng)受住歷史事件考驗(yàn)，羅斯曼查閱了數(shù)百份公開(kāi)發(fā)表的地球化學(xué)研究論文，從中找出了過(guò)去5.42億年間與碳循環(huán)巨變有關(guān)的31次災(zāi)難性事件。在這些論文中，針對(duì)這31次災(zāi)難和5次大規(guī)模滅絕事件，地球化學(xué)研究人員用碳-12和碳-13兩種同位素的相對(duì)豐度記錄了期間的碳量變化。通過(guò)數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，羅斯曼將這些相對(duì)豐度換算成海洋碳增加量，最后繪制出了海洋碳增量和時(shí)間跨度之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖。
羅斯曼發(fā)現(xiàn)，曲線(xiàn)圖有一個(gè)臨界值，31個(gè)事件中大多數(shù)都在臨界值以下，說(shuō)明這些事件雖然涉及到碳的顯著變化，但相對(duì)而言變化量較低，不足以破壞地球系統(tǒng)走向物種大滅絕。相比之下，5次大滅絕事件中，有4次碳變量超過(guò)臨界值；而最嚴(yán)重的二疊紀(jì)大滅絕超出臨界值最多。
2100年，碳循環(huán)或進(jìn)入不穩(wěn)定邊界
羅斯曼用公式計(jì)算出，當(dāng)今海洋碳增量的臨界值約是3100億噸，而且，他通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，這個(gè)值接近IPCC對(duì)2100年的預(yù)測(cè)值。IPCC最新發(fā)布的預(yù)測(cè)報(bào)告稱(chēng)，到2100年，人類(lèi)在海洋中增加的總碳量，最低3000億噸；如果不采取有力措施，最高可達(dá)5000億噸，遠(yuǎn)超3100億噸的臨界閾值。
這是否意味著在世紀(jì)轉(zhuǎn)折之際的2100年，人類(lèi)將迎來(lái)第六次大規(guī)模物種滅絕？羅斯曼表示：“如果不通過(guò)政策和技術(shù)等手段對(duì)二氧化碳排放嚴(yán)加控制，碳循環(huán)將進(jìn)入一個(gè)不穩(wěn)定邊界，并會(huì)以一種難以預(yù)測(cè)的方式運(yùn)行。而歷史告訴我們，這種行為通常與大規(guī)模滅絕相關(guān)。”
2100年，世界可能會(huì)進(jìn)入“未知領(lǐng)域”。
（原標(biāo)題：碳總量或超臨界值 2100年地球迎第六次物種大滅絕？）
來(lái)源：http://www.chinanews.com/sh/2017/09-25/8339299.shtml
