1500万年前，地球比工业革命前热7.5℃

01一个像未来的古老窗口

如果把地球历史压缩成一天，中新世气候最适期（Miocene Climatic Optimum，简称 MCO）大约出现在午夜前的 1500 万年前。

那时的地球和现在很不一样：大气中的二氧化碳浓度大约是工业革命前的 2 到 3 倍；南极冰盖几乎完全消失，海平面显著更高；森林可以生长到今天的高纬度地区。它既不是一个“史前火炉”，也不是科幻场景，而是地质记录里最接近未来高排放情景的真实样本。

研究这个时期，不只是为了讲故事。科学家们把它当成一个“古气候实验室”——看看当温室气体足够多时，地球系统到底会怎么运转。

027.5℃，这数字怎么来的

过去几十年，科学家一直用深海有孔虫的壳体来测温。

这些微小的海洋生物沉到海底后，把海水温度和化学成分“封存”进自己的碳酸钙壳里。通过测量壳体中氧同位素δ¹⁸O，就能反推当时的深海温度。

但这种方法有个麻烦：δ¹⁸O 不只受温度影响，还受冰量、海水 pH 和盐度干扰。于是不同研究给出了相差很远的答案——从 4 °C 到 5.8 °C，再到 8.9 °C。

这篇新研究换了一个思路：它先用地球系统模式 iCESM1.3 做了两组超长模拟，分别对应 1.5 倍和 3 倍工业革命前的 CO₂ 浓度，让模型跑了 5000 到 9000 年，直到深海洋流完全“呼吸”平稳。然后再把模拟结果和全球 23 个深海钻孔的实测数据放进概率框架里拟合。

最终得到的最大概率值是：MCO 全球平均表面温度比工业革命前高 7.5 ± 0.6 °C。这个数字落在 IPCC 高排放情景 SSP5–8.5 的预估区间里。

图1｜中新世气候最适期全球平均增温估计（改自 Zhu et al., Nature Communications 2026）。说明：左图把 CO₂ 倍数与全球平均增温对应，蓝线阴影代表本研究的概率分布，最高点落在约 7.5 °C；右图显示模型预测的深海有孔虫氧同位素如何与 23 个深海钻孔实测数据吻合

03那时的世界地图长什么样

7.5°C 听起来是一个全球平均值，但它的“热度分配”更关键。

研究显示，MCO 的热带海面平均可以达到 31.6 °C，比现在更热；而在南极外围（70°S–75°S），海面平均温度只有 7.9 °C——这个数字恰好和 3 公里以下深海水的温度相近。

更值得注意的是“赤道—极地”温差。今天，赤道与极地之间的年平均温差约为 28.8 °C；而在 MCO，这个数字缩小到 23.7 °C，低了大约 16%–18%。也就是说，温暖气候下，海洋的热量分布更均匀，极地的升温幅度被显著放大。

图2｜中新世海面温度空间分布及与独立古温记录的对比（改自 Zhu et al., Nature Communications 2026）。说明：a 为全球海面温度模拟结果，暖色调代表高温；b 为按纬度平均的海面温度曲线，黑点、方块、三角为独立古温代用指标，橙色阴影为模型不确定性范围；c 显示本研究模型与古温记录的误差在所有对比模型中最小

04深海温度计为何能测地表

你可能会问：拿海底沉积物里的化石测温度，怎么能知道全球地表有多热？

答案藏在“深海通风”里。在南极等高纬度地区，表层海水因寒冷、密度大而下沉，像一条巨大的传送带，把表层温度信号一路带到几千米深的太平洋、大西洋和印度洋。只要模型跑得足够久，深海温度和全球平均表面温度之间就会形成一种稳定关系。

这篇研究把这种关系摆了出来：高纬度海面温度几乎等于深层海水温度。所以，科学家手里虽然只有深海钻孔的“化石温度计”，却能用它来约束整个地球表面的冷暖。

图3｜表层海洋与深海的温度联系（改自 Zhu et al., Nature Communications 2026）。说明：左图展示从赤道到极地的海洋温度随深度变化，高纬度海面（7.9 °C）几乎等于 3 km 以下深海温度（8.0 °C）；右图显示全球平均增温与深海增温呈近似 1:1 关系，解释了为何深海记录能反映全球表面温度

05为什么模型要跑 9000 年

深海换一次“气”有多慢？答案是：以千年为单位。

如果只让模型运行几百年，南半球高纬的海面温度会被明显低估，最高可达 5 °C。只有跑上近万年，让深海洋流、盐度和温度全部达到平衡，结果才靠谱。这也是为什么这篇研究能够纠正一些旧方法“偏冷”的问题——旧估算往往没有等深海完全“喘匀”。

图4｜长期积分对平衡态的影响（改自 Zhu et al., Nature Communications 2026）。说明：a 显示 3xCO₂ 模拟中末段（8951–9000 年）与早期（501–550 年）海面温度的差值，南大洋升温最显著，说明深海平衡对温度估计至关重要

06对今天意味着什么

中新世不是预言，但它是一本地球写给自己的高温说明书。

它告诉我们：在 CO₂ 足够高、深海充分平衡之后，全球平均温度可能比过去某些估算更暖。这也意味着，地球系统对温室气体的长期敏感度，或许更接近高排放路径的预估。

当然，地质年代与未来并不完全等同。板块位置、海陆分布、生物群落都不同。但 MCO 提供了一个珍贵的参照：一个曾经真实存在过的、更暖的地球。

看清它，就是看清未来的一种可能面貌。

信息来源：本文参考文献为 Zhu et al. (2026) "Model-data synthesis of benthic isotopes suggests a warmer Miocene Climatic Optimum"，2026年9月25日发表于 Nature Communications，DOI: 10.1038/s41467-026-77980-5。文中温度数据、模型结果和图片来自该论文。

不确定性说明：7.5 °C 为论文的最大概率估计值（±0.6 °C 为 1σ 不确定度），并非确定性结论；模型边界条件、代用指标校准和不同气候模式之间仍存在不确定性。本文不对未来气候做任何预测。