曾經(jīng)蔥綠的格陵蘭島：5500萬年前全球氣候快速變暖暗示著當(dāng)今一種可能的未來

（格陵蘭島，圖源：Milo Barham）

在如今這個溫暖的時期，冰封的格陵蘭島東北部不太可能是一個引人矚目的地方。不過，在距今五千萬至六千萬年間，那里將是一副完全不同的模樣。

那時格陵蘭島為亞熱帶氣候，正如其名“綠色之地”。由于火山活動，海陸聯(lián)系被重新構(gòu)建，這導(dǎo)致當(dāng)時的氣候迅速變暖。

這場五千六百萬年前的突發(fā)性全球變暖，就是古新世-始新世極熱事件（PETM），通常被比作為當(dāng)今氣候危機(jī)的一種結(jié)局。

我們的研究刊登在《通訊-地球與環(huán)境》，展示出此事件至關(guān)重要的細(xì)節(jié)——注重格陵蘭島的作用。

地球過去的教訓(xùn)

大約五千六百萬年前，火山活動逐漸活躍，大量熔巖噴發(fā)并占據(jù)了一大片區(qū)域，冰島由此形成。而在地下，巖漿炙烤著富含有機(jī)物的沉積層，將存儲的碳元素轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)碳氧化物。這導(dǎo)致數(shù)十億噸的溫室氣體被釋放到了大氣當(dāng)中，海洋酸度上升，全球氣溫升高了5-8攝氏度。

（6500萬年間氣候變化示意圖，圖源：搜狐）

此事件對生態(tài)環(huán)境造成了極大的影響，僅幾千年內(nèi)就發(fā)生了大規(guī)模的物種滅絕和遷移。隨著聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的報告發(fā)布，人們對了解全球氣候系統(tǒng)的需求空前增加。但歷史上的氣候事件往往時間跨度極長，長于人類壽命甚至任何有過記載的歷史，而此地質(zhì)事件為研究歷史氣候提供機(jī)會。更重要的是，目前地球上氣候劇變產(chǎn)生的影響越發(fā)明顯，而此事件恰能幫助我們預(yù)知其結(jié)果。

奇異的格陵蘭島

格陵蘭島東北部是世界上最大的國家公園，也是地球上尚未勘探過的地區(qū)中最遙遠(yuǎn)的地區(qū)之一。縱觀整個PETM，我們決定繼續(xù)研究格陵蘭島上火山活動造成的環(huán)境變革與地質(zhì)影響，火山活動已被確認(rèn)為造成氣候變暖最確鑿的證據(jù)。

在板塊運(yùn)動使大西洋擴(kuò)大之前，格陵蘭島也守護(hù)著連接大西洋和北冰洋之間的海洋通道。因此格陵蘭島在調(diào)節(jié)海洋與氣候的聯(lián)系上發(fā)揮著極為重要的作用，并控制著大氣中的熱量、溶解的氣體（例如氧氣和二氧化碳）、營養(yǎng)和水分。

（午夜時分格陵蘭島東北部荒地中的日落，圖源：Milo Barham）

我們由地質(zhì)學(xué)家組成的國際性團(tuán)隊(duì)仔細(xì)地描繪了格陵蘭島東北部的沉積物、熔巖流和來自附近海床上的巖石核心。經(jīng)過辨認(rèn)，我們確定了各種微型植物和浮游生物化石的年齡，這將為它們原來的生存環(huán)境提供詳細(xì)信息，而這正與從海床下面收集到的回聲波信息相吻合。通過檢測沉積物反射的聲波，我們在圖上標(biāo)明地層的厚度和發(fā)展，揭示了這一被海洋覆蓋區(qū)域的演化方式。

憑借這一技術(shù)，我們仔細(xì)地復(fù)原出了4700萬年前至6300萬年前這一區(qū)域的模樣。

更為濕熱的環(huán)境

我們發(fā)現(xiàn)在PETM期間，火山抬升將此地的海洋環(huán)境變成了峽灣、河流和沼澤洪積平原。

（來自格陵蘭島東北部沃拉斯頓福蘭半島的碳化樹葉化石，圖源：Jussi Hovikoski）

在大約5600萬年前，巖漿噴發(fā)，在這一區(qū)域形成了火山巖堆積體，高達(dá)數(shù)百米。熔巖流接踵而至，濕熱的氣候使得地表火山巖被分解為紅壤。

（為研究連續(xù)性熔巖流之間的界限，Steven Andrews博士專程前往沃拉斯頓福蘭半島。在他頭上就是一個淡紅色的熔巖流條帶，是火山爆發(fā)后地表的熔巖流冷卻后的模樣。此后因濕熱氣候，被分解為紅壤。圖源：Milo Barham）

那時北冰洋大部分地區(qū)重新產(chǎn)生了溫室氣體，這和我們收集到的數(shù)據(jù)十分吻合，兩地都呈現(xiàn)出一幅蔥郁的沼澤林地景觀。那里分布著冷血爬行動物、靈長類動物和類似河馬的生物，與當(dāng)今更為涼爽氣候環(huán)境中的動物相比，存在很大差異。

海洋通道與大陸橋

我們的研究也復(fù)原了海床抬升和新陸地出現(xiàn)的過程，而這本應(yīng)會在格陵蘭島和挪威之間形成一道天塹。

如果真將這兩地阻隔，那將是極為糟糕的結(jié)果。根據(jù)地質(zhì)記錄可知，海洋環(huán)流一旦停止，將導(dǎo)致海水酸化和缺氧，以及嚴(yán)重的氣候危機(jī)。

也就是說，當(dāng)大西洋和北冰洋之間的洋流被新陸地阻斷之后，植物和動物將更有可能通過大陸橋遷移到寒冷地區(qū)，以躲避氣候變暖的影響。

放眼未來

如今，自然環(huán)境已經(jīng)被人類用作農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市化，這將導(dǎo)致在環(huán)境變化的壓力之下，各物種為了生存而遷移的機(jī)會大大減少。

（受人類活動影響，1976年到2013年大熊貓棲息地變化顯著。紅色越多，表明影響越嚴(yán)重。圖源：Xu et al./ Nature Ecology & Evolution（2017））

雖然目前溫室氣體的排放量與PETM期間的排放總量尚有差距，但是排放率正呈10倍速度增長，生態(tài)系統(tǒng)已呈現(xiàn)出不穩(wěn)定跡象。

近期有研究指出海洋環(huán)流正在減弱，有可能引發(fā)氣候變化。如果仍然置之不理，氣候和地質(zhì)危機(jī)將持續(xù)蔓延，并成為生物圈的巨大負(fù)擔(dān)。

BY: Milo Barham , Jussi Hovikoski , Michael B.W. Fyhn

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