在过去2亿年的大部分时间里,壮美的玻璃海绵扎根于深海,绝世而独立。其中一个种叫作“维纳斯的花篮”,它们会捕获一对虾作为清洁工,并专门获取一些碎屑在体内加工成食物后提供给虾,宛如一个晶莹剔透的牢笼,成年虾无法从中逃出。只有这对虾的后代在体型尚小时,可以钻过困住自己父母的隔栅逃走。维纳斯的花篮可以单独存活,但在加拿大英属哥伦比亚省,加利福尼亚洋流最北端的海水中氧气匮乏,玻璃海绵大量聚集,海绵礁再次生长起来,有些已经高达数十米,长达数千米。它们缓慢地在海水中滤食,因此不需要过多的氧气来维持生存,而且其身体的主要成分是硅,受酸性海水影响较小。如果能够抵御捕鱼业和石油钻探的破坏,玻璃海绵礁(连同其维持的异常丰富的生物多样性)的时代可能会再度来临,这是全球变暖趋势下拉撒路式的生态系统,是对海洋环境损失的一点小小弥补。
在陆地环境中,气候不断变暖的后果是全球性恶劣气候的到来。在地球历史上的温暖时期(如始新世),从赤道至两极的纬度温度梯度比现代要缓和得多,当时曾生活着巨大的森林企鹅。西摩岛动物群的记录表明,当时赤道的气温并非显著高于现代水平,温暖的极地甚至还出现了森林。我们可以看到,今天的地球正走向更加极端的状态,极地变暖的速度比世界上其他地区快3倍。今天的大气环流状况已经因此开始改变。
大气环流系统的稳定有赖于高低纬度之间的温度差。在北半球,极地空气向南流动,温带空气向北流动,共同构成了单一方向的气流——急流,并因地球自转而被向东牵拉。致密的气团很难与更稀薄一些的气团混合,因此一般情况下,极地空气和温带空气不会混和,在其接触地区构成单向流动的强气流。随着全球变暖,高纬度地区和温带空气的温度差不断减小,气团旋转着彼此混合在一起,形成小规模的涡流和旋流,空气流动变得更加混乱,极地大气环流的规律性被削弱。极地和温带气流间的界限变得模糊且不稳定,导致急流的流动路径产生向南和向北的巨大波动,在冬季尤为明显。相对气温极值的变化对大陆有深远影响,例如在北美,急流在冬季有明显南移的趋势,将寒冷的极地空气带入北美大陆的大部地区。其结果是,全球性的气温升高和温差减小造成北美近年来遭受规律性区域寒潮的侵袭。2020年2月9日,位于西摩岛的观察站监测到了南极地区的现代时期高温记录——20.75摄氏度,而且南极的气温在过去的几十年间逐年持续稳定升高。
对此我们不应该感到惊奇。通过将如今的大气与以往进行对比,我们可以预测全球气候应该是什么状态。今天的大气在成分上与渐新世时期相似,位于温室和冰室的中间状态。联合国政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)预测,如果一直保持当下的碳排放量,在如今已出生儿童的有生之年,大气中二氧化碳的水平将达到始新世以来的最高水平。如果大气成分达到始新世水平,气温最终也将达到始新世水平。气温达到最终水平后将无法改变,改变的时机只存在于大气成分转变的过程中,因为地球环境的反馈系统确保大气成分达到稳定与气温达到最终水平之间存在时间差。若要避免达到如此高的二氧化碳浓度和气温,唯一的方法就是大幅减少目前的碳排放量。
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