一项旨在了解过去4.85亿年间地球气候的雄心勃勃的努力，揭示了一段剧烈变化的历史，以及比科学家们此前意识到的要热得多的气温——提醒人们地球已经经历了多大的变化，并警告人们人类造成的气候变暖速度是前所未有的。

　　作者说，周四发表在《科学》杂志上的时间表是迄今为止对地球过去温度最严格的重建。它结合了超过15万件化石证据和最先进的气候模型，展示了二氧化碳和全球气温之间的密切联系，并揭示了在复杂动物生命的大部分历史中，世界都处于一个温暖得多的状态。

　　研究表明，在最热的时候，地球的平均温度达到了96.8华氏度(36摄氏度)，远远高于去年创纪录的58.96华氏度(14.98摄氏度)。

　　亚利桑那大学(University of Arizona)和史密森学会(Smithsonian)专门研究古代气候的研究员、该研究的主要作者艾米丽·贾德(Emily Judd)说，对地球炙热过去的揭示，进一步引发了人们对现代气候变化的担忧。这个时间轴说明了快速而剧烈的温度变化是如何与世界上许多最糟糕的时刻联系在一起的——包括导致大约90%的物种灭绝的大灭绝，以及导致恐龙灭绝的小行星撞击地球。

　　“我们知道这些灾难性事件……改变了生命的面貌，”贾德说。“当环境变暖如此之快时，动物和植物无法跟上它的步伐。”

　　在贾德和她的同事分析的近5亿年里，地球的变化从来没有像现在这样快，她补充说:

　　“就像一颗巨大的小行星撞击地球一样，我们现在所做的是前所未有的。”

　　这条时间线几乎涵盖了所有显生宙——从多细胞、非微观生物的出现开始一直持续到今天的地质时代。

　　亚利桑那大学(University of Arizona)的气候科学家、该研究的合著者杰斯·蒂尔尼(Jess Tierney)说，它描绘的全球气候比研究人员想象的更加动态和极端。与仅仅基于气候模型的图表相比，气候模型往往描绘出更小、更慢的温度波动，新的时间线充满了突然的峰值和突变。

　　但是，为了与过去几十年的气候研究保持一致，该图表与大气中二氧化碳的估计密切相关，气温的上升与这种吸热气体的浓度成正比。

　　“二氧化碳确实是主控表盘，”蒂尔尼说。“这是一个重要的信息……就理解为什么化石燃料排放在今天是一个问题而言。”

　　在时间轴的开始，大约4.85亿年前，地球处于所谓的温室气候中，没有极地冰盖，平均温度超过86华氏度(30摄氏度)。海洋中充满了软体动物和节肢动物，第一批植物刚刚开始在陆地上站稳脚跟。

　　在接下来的3000万年里，气温开始缓慢下降，因为大气中的二氧化碳被从空气中抽出，然后在大约4.44亿年前骤降到科学家所说的“冷屋”状态。冰盖遍布两极，全球气温下降超过18华氏度(10摄氏度)。这种快速的冷却被认为引发了地球“五大”物种大灭绝中的第一次——随着海平面下降和海洋化学成分的改变，大约85%的海洋物种消失了。

　　在二叠纪末期，大约2.51亿年前，发生了更为剧烈的变化。大规模的火山爆发向大气中释放了数十亿吨的二氧化碳，导致地球的温度在大约5万年的时间里飙升了大约18华氏度(10摄氏度)。酸雨遍布各大洲;随着海洋变得沸热，氧气耗尽，海洋生态系统崩溃了。

　　“我们知道这是显生宙最严重的灭绝，”蒂尔尼说。“通过类比，我们应该担心人类变暖，因为它太快了。我们正在以超出我们所知的速度改变地球温度。”

　　这项研究还清楚地表明，人类所习惯的环境与地球历史上主宰地球的环境大不相同。研究表明，在显生宙的大部分时间里，平均温度超过71.6华氏度(22摄氏度)，两极几乎没有冰。寒冷的气候——包括我们现在的气候——只有13%的时间是普遍的。

　　贾德说，这是这项研究中更发人深省的启示之一。地球上的生命忍受的气候比人类现在通过温室气体排放造成的气候要热得多。但人类是在显生宙最冷的时期进化的，当时全球平均气温低至51.8华氏度(11摄氏度)。

　　科学家们说，如果不迅速采取行动遏制温室气体排放，到本世纪末，全球气温可能达到近62.6华氏度(17摄氏度)——这是自500多万年前中新世以来从未见过的水平。

　　贾德说:“我们在冰窖的地质景观周围建立了我们的文明。”“因此，尽管气候变暖了，但人类并没有生活在更温暖的气候中，人类在这段时间面临着很多后果。”

　　这个项目开始于近十年前，当时史密森尼的科学家们正在为国家自然历史博物馆开发一个新的化石展厅。与大多数其他古生物学展览不同的是，这些展览倾向于关注恐龙和其他古代生物的奇怪之处，这个新展厅试图将地球的过去与今天发生的气候变化联系起来。

　　但当策展人决定安装显生宙的地球温度曲线图时，他们意识到并不存在单一的时间轴。尽管科学家们可以从不同的数据集和较短时间间隔的重建中拼凑出估计，但这种方法给不确定性和错误留下了很大的空间。

　　“这在科学上并不令人满意，”博物馆的化石植物馆长、这项新研究的作者之一斯科特·温(Scott Wing)说。他和他的同事们想以“严格的统计方式”对过去的气候进行估计。

　　第一个任务是创建一个气候代理数据库——一些暗示世界曾经是怎样的化石证据。例如，在被称为牙形刺的已灭绝的鳗鱼状生物的牙齿中发现的氧气种类反映了它们生活的海洋的水温。古代藻类脂肪的化学成分表明它们是如何构建细胞壁来应对高温的。

　　然而，该数据库仅限于来自海洋的证据，而海洋只覆盖了地球表面的70%。而且每一种代用物都只能显示出某一特定时间点的温度。贾德说，即使有15万个数据点，这就像用1%的碎片拼凑拼图一样。

　　研究人员可以使用气候模型获得更好、更大的图像，但这些模拟可能会根据他们对地球行为的假设而有很大差异，科学家们无法知道哪个结果是正确的。因此，该团队转向了一种名为数据同化的技术，该技术将现实世界的证据与气候模型相结合，以产生更严格、更准确的结果。

　　“这是一种用数学方法将这些拼图碎片与那些可能的图片结合起来的方法，并找出这些碎片属于哪幅图片?”贾德说。

　　虽然数据同化被广泛应用于现代天气预报，并被用于重建较短时间内的温度，但周四公布的时间轴是科学家们迄今为止制作的最长、最详细的时间轴。

　　没有参与这项研究的英国利兹大学(University of Leeds)古气候研究员本杰明·米尔斯(Benjamin Mills)说，它也比其他估计更准确，因为它使用了数据同化方法。

　　“这将有助于评估长期温度变化背后的驱动过程，以及稳定或破坏地球气候的自然机制，”米尔斯在与时间表一起发表的一份分析报告中写道。

　　温说，新的温度时间表提出的问题和它回答的问题一样多。发现全球平均气温超过35摄氏度意味着地球上的某些地区甚至更热——例如，在白垩纪最温暖的时期，大陆内部的平均温度可能达到122华氏度(50摄氏度)。即使是最顽强的现代物种也会在如此闷热的环境中枯萎。

　　“这表明我们不知道温室气候是如何工作的，”Wing说。

　　他补充说，也许在温室时代进化的生物比今天生活的动植物更能适应极端高温。或者，在那些时期，全球气温要均匀得多，很少有地区比平均温度低或高得多。

　　宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的气候科学家迈克尔·曼恩(Michael Mann)以对过去全球气温的分析而闻名，他说，他也对地球变得如此温暖的说法感到惊讶。

　　他在一封电子邮件中写道，这一发现支持了许多科学家的担忧，即地球系统中的反馈回路可能导致比大多数气候模型预测的要高得多的温度。但也有可能数据同化假设了太多的变暖，而忽略了可能阻止失控的温室效应的因素。

　　“虽然我为这项雄心勃勃、深思熟虑的研究的作者鼓掌，但我对具体的、定量的结论持怀疑态度，”曼恩说。

　　温承认还有很多工作要做。他和他的同事们的目标是通过增加陆地代用物(如化石树叶)的数据，继续完善时间轴。他们还希望它能帮助研究人员通过研究地球过去的温暖时期来模拟未来的气候变化。

　　对于数十亿人来说，他们现在正经历着有史以来最热的年份，并面临着更热的未来，贾德说，这个时间表应该是一个警钟。即使在最坏的情况下，人类造成的变暖也不会使地球超出可居住的范围。但它将创造出人类存在30万年以来从未见过的环境——这种环境可能会对生态系统和社区造成严重破坏。

　　“只要有一两个有机体存活下来，就会有生命。我对此并不担心，”贾德说。“我关心的是人类的生活是什么样的。生存意味着什么。”

　　了解我们的气候:全球变暖是一个真实的现象，不可否认，天气灾害与之有关。随着气温上升，热浪更频繁地席卷全球——世界上的一些地区正变得太热而无法生存。

　　我们能做些什么呢?《华盛顿邮报》正在追踪各种气候解决方案，以及拜登政府在环境问题上的行动。面对气候变化的影响，人们可能会感到不知所措，但有一些方法可以应对气候焦虑。

　　创造性的解决方案:一些人用垃圾建造离网住宅，以应对不断变化的气候。随着海平面上升，其他人正在探索如何利用海洋能源。

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