研究6600万年前的二氧化碳浓度，可以得到的结论

二氧化碳6600万年的新历史对今天并没有多少安慰。格陵兰冰盖边缘最近的融化留下了裸露的地面，对古代大气二氧化碳水平和相应温度的大规模新回顾描绘了地球气候可能走向的令人畏惧的图景。该研究涵盖了过去6600万年的地质记录，将当今的二氧化碳浓度置于深层次的背景中。

除其他外，研究表明上一次大气二氧化碳持续达到当今人类驱动的水平是1400万年前，比一些现有评估显示的时间要久得多。该研究断言，长期气候对温室气体高度敏感，连锁反应可能会持续数千年。这项历时七年的研究由来自16个国家的80多名研究人员组成的联盟完成，发表在期刊科学中。

“我们早就知道，向大气中添加CO2会升高温度，”协调该联盟的哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球化学家巴贝尔·霍尼施（Bärbel Hönisch）表示，“这项研究让我们对气候在长期尺度上的敏感程度有了更强有力的了解。”

研究展示了过去6600万年的温度和大气中二氧化碳浓度。底部的数字表示过去数百万年，右边的数字表示二氧化碳的百万分之一。较热的颜色表示不同的较高温度时期，更深的蓝色表示更低的温度。锯齿形实线描绘了当时的二氧化碳水平，周围的阴影区域反映了曲线的不确定性，图片来源：改编自CenCO2PIP，《科学》2023。

主流估计表明，在数十年至数百年的尺度上，大气中二氧化碳浓度每增加一倍就会导致全球平均气温升高1.5至4.5°C（2.7至8.1°F）。然而，至少最近一项广泛阅读的研究认为，当前的共识低估了行星的敏感性，认为每翻一番就会变暖3.6至6°C。无论如何，考虑到目前的趋势，所有的估计都表明地球变暖接近或超过本世纪可能达到的2°C，许多科学家一致认为，如果可能的话，我们必须避免这种情况。

在18世纪末，空气中二氧化碳含量约为百万分之280（ppm）。我们现在达到了420 ppm，增加了大约50%。到本世纪末，我们可以达到600 ppm或更高。因此，我们已经处于不确定的变暖曲线上的某个位置，自19世纪末以来气温上升了约1.2°C（2.2°F）。

无论温度最终表现如何，大多数对未来变暖的估计都会从对过去温度如何与CO水平进行追踪的研究中获取信息。科学家们分析了一些材料，包括冰芯中捕获的气泡、古代土壤和海洋沉积物的化学成分，以及植物叶子化石的解剖结构。

联盟成员没有收集新数据，相反，他们聚集在一起，根据不断发展的知识，对已发表的研究进行整理，以评估其可靠性。他们根据新发现排除了一些他们认为过时或不完整的内容，并重新校准了其他内容以适应最新的分析技术。然后，他们根据迄今为止的所有证据，计算了一条新的6600万年CO2与温度的关系曲线，并就他们所谓的内容达成了共识“地球系统敏感性。”他们说，按照这一标准，预计二氧化碳浓度增加一倍将使地球升温高达5至8°C。

重要警告：地球系统敏感性描述了数十万年的气候变化，而不是与人类直接相关的几十年和几个世纪。作者表示，在很长一段时间内，相互交织的地球过程可能会导致温度升高，这些过程超出了空气中二氧化碳造成的直接温室效应。其中包括极地冰盖融化，这会降低地球反射太阳能的能力，陆地植物覆盖的变化，以及云和大气气溶胶的变化可能会升高或降低温度。

“如果你想让我们告诉你2100年的气温是多少，这不会告诉你。但它确实对当前的气候政策有影响，”论文合著者、卫斯理大学古气候学家达纳·罗耶（Dana Royer）表示，“它强化了我们已经认为自己知道的事情。它还告诉我们，存在一些缓慢的、连锁反应，将持续数千年。”

霍尼施表示，这项研究对于试图预测未来几十年将发生什么的气候建模者将很有用，因为他们将能够将新的可靠观测结果纳入他们的研究中，并理清短期和长期尺度上运行的过程。她指出，该项目的所有数据都可以在开放数据库中获取，并将滚动更新。

这项涵盖所谓新生代的新研究并没有从根本上改变人们普遍接受的CO2与温度之间的关系，但它确实加强了对某些时间段的理解，并完善了对其他时间段的测量。最遥远的时期，从大约6600万年前到5600万年前，一直是个谜，因为地球基本上没有冰，但一些研究表明存在CO2浓度相对较低。这对CO2与温度之间的关系产生了一些疑问。然而，一旦该联盟排除了他们认为最不可靠的估计，他们就确定CO2实际上相当高——大约为百万分之600到700，相当于到本世纪末可以达到的水平。

研究人员证实了长期以来的观点，即最热时期约为5000万年前，当时CO2飙升至1600 ppm，气温比现在高出12°C。但到了大约3400万年前，二氧化碳的下降足以导致现在的南极冰盖开始形成。经历了一些起伏，随后是进一步长期的CO2下降，在此期间，许多现代的祖先植物和动物进化。该论文的作者表示，这表明二氧化碳的变化不仅影响气候，还影响生态系统。新的评估表明，大约1600万年前是CO上次持续高于现在水平，约为480 ppm；到1400万年前，它已经下降到今天人类造成的420 ppm的水平。这种下降仍在继续，到大约250万年前，CO2达到约270或280 ppm，开启了一系列冰河时代。大约40万年前，现代人类出现时，这个温度处于或低于这个温度，并一直持续到大约250年前我们开始大规模破坏大气层为止。“无论温度到底变化了多少度，很明显我们已经使地球进入了我们物种从未见过的一系列条件，”研究报告的合著者、犹他大学教授加布里埃尔·鲍文说。“这应该让我们停下来思考什么是正确的前进道路。”该联盟现已发展成为一个更大的项目，旨在绘制CO的变化图表，从54亿年前至今，气候在整个显生宙中不断演变