自爬行動物進化成哺乳動物以來,已經過去了大約2.5億年。現在,一個科學家團隊預測,哺乳動物可能只剩下2.5億年的存活時間了。
研究人員建立了一個未來世界的虛擬模擬,類似預測下個世紀人類造成的全球暖化的模型。這項新研究利用地球上各大洲移動的數據,以及大氣化學成分的波動,對更為遙遠的未來做出了預測。
領導該團隊的布裡斯托爾大學古氣候科學家亞歷山大·法恩斯沃斯說,地球可能會熱到任何哺乳動物,包括我們人類,都無法在陸地上生存。研究人員發現,因為這樣三個因素,氣候會變得無法生存:更明亮的太陽、大陸地理的變化和二氧化碳的增加。
「這是一個致命的三重打擊,」法恩斯沃斯說。他和同事們週一在《自然·地球科學》雜誌上發表了他們的研究成果
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幾十年來,科學家們一直試圖預測地球生命的命運。天文學家預計,我們的太陽將變得越來越亮,並在大約76億年後吞噬地球。
但生命或許不會持續那麼久。隨著太陽向地球投射更多的能量,地球的大氣層將會升溫,導致更多的水從海洋和大陸蒸發。水蒸氣是一種強效溫室氣體,因此會吸收更多的熱量。太陽可能會在20億年後變得足夠熱,把海洋蒸發乾。
2020年,法恩斯沃斯將注意力轉向了地球的未來,以此來分散自己對大流行病的關注。他偶然讀到一份研究報告,預測在遙遠的未來,陸地將在地球上如何移動。
在地球的歷史進程中,大陸板塊碰撞形成超級大陸,然後又分裂開來。最後一個超級大陸——盤古大陸——存在於3.3億到1.7億年前。該研究預測,2.5億年後,將沿赤道形成一個新的超級大陸,也就是所謂的終極盤古大陸。
經初步研究,法恩斯沃斯建立了古代地球的模型,以重建過去的氣候。但他認為,用他的模型來看看終極盤古大陸上的生活會是什麼樣會很有意思。結果當時的氣候讓他大吃一驚。
他說:「這個世界算是相當溫暖舒適了。」
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法恩斯沃斯請來得克薩斯大學退休地球物理學家克里斯托弗·斯科泰塞以及其他專家,對遙遠的未來進行更詳細的模擬,追蹤海洋、超級大陸及其山脈上空的大氣運動。斯科泰塞曾製作了終極盤古大陸模型。
「他們做了很多工作,給我留下了深刻的印象,」德國地質學研究中心的地球系統科學家漢娜·戴維斯說。她沒有參與該項研究。
研究人員發現,在一系列可能的地質和大氣條件下,終極盤古大陸將比今天的大陸熱得多。造成這種劇烈變化的原因之一是太陽。每隔1.1億年,太陽釋放的能量就會增加1%。
但超級大陸會讓情況變得更糟。首先,陸地比海洋升溫更快。隨著各大洲被擠壓成一個巨大的陸塊,由此形成一個巨大的內陸,那裡的溫度會出現飆升。
由於地形的緣故,包括遠離海洋的大片平坦土地,終極盤古大陸也將對氣候造成影響。在今天的地球上,雨水和二氧化碳與山脈和丘陵兩側的礦物質發生反應,然後被帶到海洋,落到海底。其結果是二氧化碳被穩定地從大氣中抽出。但當終極盤古大陸獨霸時,傳送帶就會減速。
模型發現,如果終極盤古大陸與以前的超級大陸一樣,那麼它將遍布噴發二氧化碳的火山。由於地球深處熔岩的劇烈運動,這些火山可能會在數千年內釋放出大量的二氧化碳——溫室氣體的爆發將使氣溫急劇上升。
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目前,人類每年從化石燃料中釋放出400多億噸碳,導致地球不斷升溫。生物學家擔心,如果全球暖化持續下去,將導致許多物種滅絕,而人類將無法在地球大片地區的炎熱和潮濕中生存。
法恩斯沃斯和他的同事得出結論是,在終極盤古大陸,對於像我們這樣的哺乳動物來說,情況可能會變得更糟。研究人員發現,幾乎整個終極盤古大陸都很容易變得太熱,導致所有的哺乳動物都無法生存。它們可能會在大滅絕中消失。
法恩斯沃斯認為,少數哺乳動物可能會在終極盤古大陸邊緣的避難地勉強生存。他說:「北部和南部邊緣的一些地區,可能還能生存。」
即便如此,他相信哺乳動物將失去它們在過去6500萬年中的統治地位。取而代之的可能是耐熱的冷血爬行動物。
德國埃朗根-紐倫堡大學氣候科學家沃爾夫岡·基斯林表示,該模型沒有考慮到一個可能對哺乳動物生存意義重大的因素:從地球內部逸出的熱量逐漸減少。這種下降可能會導致火山噴發減少,大氣中的二氧化碳排放減少。基斯林未參與此項研究。
「哺乳動物的存活時間可能會比模型預測的時間要長一些,」他說。也許是2億年,大致這個範圍。
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科羅拉多大學的行星氣候科學家埃里克·沃爾夫說,這項研究有朝一日可能會幫助我們發現其他行星上的生命。隨著科學家開始使用強大的太空望遠鏡觀測太陽系的其他行星,他們或許能夠測量行星的大陸布局,從而推斷那裡可能存在怎樣的生命。沃爾夫沒有參與該研究。
「我們正努力為即將看到的眾多世界做好準備,」沃爾夫說。