3月13日,美股触发一周之内的第二次熔断,就连巴菲特也大惊失色,老人家活了一辈子也没见过这架势……
而就在前一天,世界卫生组织宣布,这次的疫情为人类历史上首个由新冠病毒引起的大流行。毫无疑问,人类社会正在经历一场规模空前的危机。
危机还在发酵之中。科学家发现,珊瑚开始集体逃往深海,很有可能是在为即将到来的第六次地球生物大灭绝做“劫后余生”的准备:
3月,又再添一桩坏消息:南极的林德斯岛,皑皑的白雪变成了一地血红,宛如屠宰场。
科学家解释说,这片“血”是富含胡萝卜素及虾青素的极地雪藻,在温暖湿润的环境下迅速繁殖的结果,是一种自然现象。变红不可怕,坏就坏在,这些极地雪藻会吸收更多的热量,反过来融化更多的冰川,而且随着近年来南极持续升温,它们爆发得越来越频繁,全球海平面加速上升的风险,很高。之前,当谈论环境恶化时,往往谈论的是气候或动物,今天阿信想向大家说一种关注得较少的沉默群体——植物,它们也已经正式向人类亮起了红灯,开始了疯狂反扑。两极地区的植物,在全球变暖的环境大戏中破坏力居然会那么惊人?!数亿年的地球历史告诉我们:是的!
两极变暖植物的天堂,人类的炼狱
2月13日,巴西科学家在南极西摩岛上测得20.75℃的新高温纪录,这是100多年来南极温度有记录后首次超过20℃。我们已经在很多的新闻上看到了升温后的南极带来的一系列后果:南极冰盖每年损失大约6倍正常水平的冰,动物们失去了它们的赖以生存的栖息地。
新西兰东部海域平均温度提升了5.5℃,造成了超过50万只贝类生物的死亡。温度的升高也使得那些原本藏在冰川和冻土下的甲烷气体释放到空气中,使得温室效应加剧。
现在的南极,气温才上升到20℃,所带来的种种后果人类就已经开始吃不消。殊不知,对地球来说,两极即使升温到30℃乃至更高,也没啥压力(反而可能更好)。
故事还要从1911年说起:彼时,英国极地探险家罗伯特·斯科特带队考察南极,希望能成为第一个到达南地极的人类,不幸的是,无一人生还。
数月之后,救援队找到了他们的遗体,以及生前堆放在雪橇上的岩石标本,这些石头永久地改写了人类对地球历史的看法。
在这堆岩石中发现了一些特别的叶和茎的化石,它们属于舌羊齿(Glossopteris)——一种早已灭绝的、二叠纪时期的代表性植物。
但这,毕竟还只是孤例。
舌羊齿(复原图),因其叶片的形状而得名(图片来源:XfogPlants.com)
无独有偶,1992年,研究人员在南极山脉中部发掘出二叠纪森林化石,这里离斯科特探险队采集化石标本的冰川不远。两次在南极发现植被化石,这证明:大约2.7亿年前,在南极,这些植物正快速生长。
在南极发现的舌羊齿化石标本
如今南极的极地气候不可能长出森林,但古老化石明明白白地告诉人类:绿意盎然的极地可能才是地球更加正常的状态。在过去5亿年的80%的时间里,两极地区森林繁盛。
并且,最新的科学研究显示,极地大陆数亿年的位置几乎没有变过,不存在从温暖地带漂移过来的可能。
所以,结论就是——那时的森林确实就郁郁葱葱地长在极地圈内。
复原的二叠纪时期的“世界地图”,以及舌羊齿分布区域(绿色)
现在的冻原或极地荒漠曾经覆盖着森林,这明确地告诉我们,这些地区过去的气候条件比现在温暖许多。
那么,问题的核心就变成了:在中生代和新生代早期,极地究竟有多温暖呢?
暖到你可以在北冰洋里“乘凉”关于上面的这个问题,早期线索是由瑞典古植物学家阿尔弗雷德·内索斯特在1890年发现的。内索斯特在格陵兰岛西海岸附近找到了白垩纪面包树的各种化石。
阿尔弗雷德·内索斯特(Alfred Gabriel Nathorst),瑞典科学家和探险家,对北极地区的植物化石进行了很多开拓性的研究
如今,这种赏心悦目、生长快速的面包树,在很多地区都有:从新几内亚经过印度-马来西亚群岛延伸到密克罗尼西亚西部,这些地方都有一个共同特点——是冬季温和、夏季炎热的热带气候。这说明,白垩纪时期格陵兰岛的气候和今天的热带气候差不了多少。
面包树,或者叫面包果,是许多热带地区的主食,果实淀粉含量非常丰富,烹煮后味道与面包和土豆相似
90年代,在加拿大北极群岛,人们从白垩纪沉积层中发掘出的鳄龙骨骼化石。上面由植物推测过去气候的方式同样适用于动物:鳄鱼只能在亚热带和热带气候下生存,由此推测鳄龙也只能在类似的温暖条件下存活。
鳄龙(champsosaurus)是一种已灭绝的爬行动物,它们以鱼为食,外观和体型与鳄鱼相似
面包树和鳄龙化石的证据说明,在白垩纪时期,整个北极地区,冬季温和,气温通常可能在5℃左右,夏季则能达到25~30℃。2004年8月,综合大洋钻探计划从北冰洋底部采集的沉积物并加以分析后,让人类看到了4000万~5000万年前的新生代早期的清晰图景。
综合大洋钻探计划(IODP)至今完成过的钻探项目。该计划由美国发起,中国于1998年加入,计划打穿大洋壳,揭示地震机理,查明深海海底的深部生物圈和天然气水合物,理解极端气候和快速气候变化的过程等 分析发现,与白垩纪一样,新生代的北极同样经历了温室效应。
海洋的夏季温度达到18℃,相当于今天法国海岸附近的海水温度。在那时的北冰洋里,你完全是可以脱光了畅游的!在地球的另一端,对南极洲西摩岛的沉积物中采集分析后显示,南极海域同样温暖。
白垩纪、中生代和新生代早期的极地显然享受着格外温暖的气候,炎热的夏季、温和的冬季是其典型特征。
事实上,远古高纬度地区气候的温暖程度与现在意大利的气候非常相近。没有人确切地知道为什么那时的极地如此温暖,但大气中高水平的温室气体似乎可以解释部分原因。例如,在白垩纪时期,海洋的形成量大幅增加,火山的频繁活动又创造了一个富含二氧化碳的大气环境——地球在那时,是一颗有着强烈的温室效应和气候温暖的行星。
植物即将从人类手中夺过掌控气候变化的主动权
上面说了这么多,貌似都是在讲,因为远古温暖的气候导致在极地有着茂盛的植物,但真实情况是,植物与两极的气候变化是一个动态系统:气候会影响植物的生长,反过来,植物也会塑造气候。
地质学家发现的南极洲2.8亿年前的化石林遗迹
比如,落叶树林要想在远古的两极地区不断繁衍,维持气候不断变暖是一种出于它们生存考量的职责。
再比如,根据俄罗斯科学家70年如一日,对靠近极地针叶林的研究,发现极地地区的冻土上的落叶松的生长更快。
针叶林是以针叶树为建群种所组成的各类森林的总称,主要由落叶松和松树等属一些耐寒树种组成
另外,还有个非常严重的问题就是——火灾。今天,由于全球气候变暖,各种森林火灾频繁发生。澳大利亚山火烧了5个月,烧焦了超过1170万公顷的森林土地,造成超过10亿只野生动物死亡,累计向地球排放了4亿吨二氧化碳。
在火灾频发的环境中,只有快速生长的落叶树木才能使受灾地区迅速恢复原貌,进而占据优势地位,如果火灾足够频繁,落叶树种就将永久掌控森林中的主宰权。
一些气候预测模型表明:随着气候变暖,高纬度地区的冬季降雪会减少;随着大气保温作用减弱,土壤会变得更冷;随着高温干旱,森林火灾的范围和频率还会加剧。
那么未来可能是:落叶树将挺近高纬度地区,并以牺牲常绿树的利益为代价,然后为了掌握生存的主动权,它们会进一步维持甚至推动气候变暖的趋势。这样的猜测有没有科学的支持呢?还真有。阿拉斯加属于北方高纬度地区,在过去的30年里,该地的冬季温度上升了2~3℃,是全球平均水平的3倍。植被开始了迁移。
对阿拉斯加未来变暖趋势的预测。图片来源:National Climate Assessment
阿拉斯加的阿依卡克河位于北纬68°,比较其周围景观的现代和历史航空照片后发现,木本灌木和云杉正在向北挺近,侵入冻原。
阿拉斯加同一地区1941和2004年的对比。图片来源:NASA
颇具讽刺意味的是,正是人类工业活动导致气候系统性变暖,却意外复活了极地地区早已灭绝的森林生物群落。那么,增加的植被如何使得气候变得更温暖?首先,新的森林区域会减少地表辐射,从而使北极更温暖;
其次,植物和土壤会释放大量的二氧化碳,使得温室效应加剧;
最后,气候变暖,导致土壤变暖,进而刺激土壤中的微生物生长,土壤肥力上升,植物旺盛生长,然后落叶增多,土壤肥力进一步上升,刺激更多的树木生长,如此往复。
北极圈30年间的变化:图中白色区域是纬度较高的2600万平方公里地区;植物生长面积增长了41%,代表图中的绿色和蓝色区域;植物减少面积缩小了5%,代表图中的橙色和红色部分。色彩变化呈现了过去30年间的显著变化
随着这些远古植物的在高纬度地区开始慢慢重新集结,并有可能对未来的气候产生更大影响。现在我们似乎可以确定:我们即将跨过一个临界点,更高的灌木和乔木取代低洼地区的冻原生态系统已经开始变得十分普遍。
气候,或许即将按照植物定下的节拍舞动。一旦发生这种情况,气候变化的步伐就会脱离人类的控制,进一步加快。
长久以来,人类一厢情愿地把植物视为沉默的绿色使者。但古老的化石证据表明,这只是人类傲慢的想法而已。就在人类还在为控制二氧化碳排放争吵不休的时候,英国谢菲尔德大学自然科学教授戴维·比尔林指出:
“根据数据建模,要想使地球变暖,两极地区的森林达到远古时代欣欣向荣的程度,大气中二氧化碳的水平应该要达到现在基准的8倍以上,而现在的升温趋势,已经和远古时代相差无几。”
也就是说,人类严重低估了向大气中排放的温室气体所造成的后果。当植被郁郁葱葱覆盖在极地之上,极地冰川彻底融化,海平面上升淹没全球三分之一的陆地时,到那时,地球已经彻底将人类抛弃了。当人类需要应对越来越多的新病毒时,也许正好说明,地球已经开启针对人类的免疫机制,我们即将开始为之前的肆无忌惮付出昂贵的代价。春天,就该来本应景读物不光地球的秘密,就连你的秘密植物都知道。
编辑:张子杰
责任编辑:李伶
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