本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
从大气变化到谷歌地球的延时图像……我们星球的存在难以忽视。
过去一周,地球大气中二氧化碳 (CO2) 的浓度达到百万分之 400 的水平,这是地球数百万年未见的数值。为了将其置于某种背景下,让我们通过经典的“基林曲线”来了解过去半个世纪左右二氧化碳的变化。
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此图有两个基本特征。首先是它每年都会上下波动。这是因为地球有季节以及海洋和陆地,其中有吸收和产生二氧化碳的生物。例如,植物倾向于在夏季生长时吸收二氧化碳,而在冬季腐烂或休眠时释放二氧化碳。地球也是不对称的,因为北半球的可居住大陆地块多于南半球——否则,北半球夏季和南半球冬季,或反之亦然,之间二氧化碳变化的净贡献将被抵消。
该图的第二个特征是二氧化碳浓度随时间增加。为什么?嗯,很简单,这是因为我们。如果我们看一下更长的时间线,使用冰芯测量的大气二氧化碳(因为我们的祖先没有为我们监测大气),这一点就最为明显。它大约在 1760 年左右开始上升——工业革命的开始。
如果您进一步追溯过去 80 万年,您就会开始看到自 20 世纪中期以来变化率变得多么陡峭。
看到右侧上升到百万分之 400 的小尖峰了吗?那就是我们,今天。尽管在过去的 80 万年中,二氧化碳浓度远非稳定,但它们在工业化人类文明兴起的同时急剧上升。
当然,冰芯数据并非完美,其中可能存在一些其他尖峰在测量中被冲刷掉,但我们可能会发现任何类似于我们目前快速上升的情况。
我们需要追溯到多久才能达到与今天相似的二氧化碳水平?目前尚不清楚,但可能在 300 万到 400 万年左右。 Bartoli、Honisch 和 Zeebe 于 2011 年进行的一项研究测量了浮游生物形成的矿物外壳中的硼同位素,并表明情况就是如此。
进一步追溯,纵观地球漫长的历史,我们看到二氧化碳四处漂移。例如,以下是一些估计值,显示了测量值和计算机模型(时间线与之前的图相反)。
存在很多不确定性,但很明显,即使我们目前百万分之 400 的二氧化碳浓度与过去数千万甚至数亿年的水平相比也很小。比今天高五到二十倍的量似乎更像常态。
但是人类,以及我们周围的世界,当时并不存在。在那些时期,地球,我们可爱的家园星球,会感觉像我们现在在周围宇宙中发现的一些系外行星一样陌生。环境化学、动物群(并非总是植物群)和气候可能从未与过去一百万年左右的情况相匹配。
不管你喜不喜欢,昨天二氧化碳浓度历史最低的低谷是我们奇特的猿类祖先设法站稳脚跟的机会窗口的决定性特征。令人着迷但又相当可怕的是,我们现在已经走向全球,并且我们已经学会如何从我们的环境中提取大量能量,这得益于我们非凡的创新和生存能力。通过这样做,我们改变了那个窗口,显着改变了大气的化学成分。尽管我不会在这里详细讨论,但简单的物理学告诉我们接下来会发生什么。你无法否认基本的热力学。
这仅仅是我们的存在给地球带来的一个变化。还有许多其他的变化。事实上,现在你可以通过神奇的谷歌地球亲眼目睹全球正在发生的可见变化。从 1984 年至今的太字节成像数据已被拼接在一起,可以延时查看世界上几乎任何地方。去这里看看。
即使在今天这个星球意识的时代,看到一个地方被“感染”到如此程度也真是令人惊讶。这是一个例子,拉斯维加斯,1984 年至 2012 年。
当您看完其他示例后,尝试输入您自己的搜索... 这非常有教育意义。
一切都注定是厄运和悲观吗? 是的,也不是。 显然,我们正在测试极限,我们很有可能将我们的星球(如果我们还没有这样做的话)推向数百万年来从未去过的地方——那种我们可能不喜欢的地方。那种可能会杀死我们的地方。但我们也非常聪明,否则我们就不会知道我们正在这样做。那么会发生什么呢?
我希望我知道。但作为一名科学家,也是一位乐观主义者,我忍不住注意到,如果我们认真寻找地球以外的生命,如果我们认真寻找复杂的、技术性的生命,那么我们就应该嗅探这种对行星平衡的肮脏的漠视。如果我们发现合适的候选世界来瞄准我们的望远镜,我们可能不得不等待一段时间,但可以想象我们可能会抓住一些其他生命形式犯下与我们完全相同的错误。
透过清晨的雾霭,我看到
未来的景象
为我保留的痛苦
我意识到,我能看到
自杀是无痛的
它带来了诸多变化
我可以随意接受或拒绝
(约翰尼·曼德尔和迈克尔·奥特曼,《自杀是无痛的》/《陆军野战医院》主题曲)