當(dāng)前，氣候變化已經(jīng)成為威脅全球 80 億人口和整個(gè)地球生態(tài)的“隱形殺手”。

然而，在更久遠(yuǎn)的地球歷史中，地球的氣候先后經(jīng)歷了更多、更嚴(yán)重的變化——從全球火山活動(dòng)大爆發(fā)到全球降溫的冰河時(shí)期，以及太陽(yáng)輻射的劇烈變化等。

但是，在過(guò)去的 37 億年中，地球生命的脈搏卻一直在“跳動(dòng)”，這是為什么呢？

來(lái)自麻省理工學(xué)院的科學(xué)家 Constantin Arnscheidt、Daniel Rothman 在一項(xiàng)研究中證實(shí)，地球擁有一種“起死回生”的本領(lǐng)，可以在長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的時(shí)間中調(diào)節(jié)自身的溫度，進(jìn)行自救。

也就是說(shuō)，一種存在于地球上的“穩(wěn)定反饋”（stabilizing feedback）機(jī)制，可以在數(shù)十萬(wàn)年的時(shí)間尺度上將全球氣候從崩潰的邊緣拉回來(lái)，使氣溫保持在一個(gè)穩(wěn)定、宜居的范圍內(nèi)。這是科學(xué)家首次使用實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)證實(shí)穩(wěn)定反饋的存在。

相關(guān)研究論文以“Presence or absence of stabilizing Earth system feedbacks on different time scales”為題，已發(fā)表在科學(xué)期刊 Science Advances 上。

那么，地球是如何在一個(gè)長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的周期中實(shí)現(xiàn)緩慢“自救”的？一個(gè)可能的機(jī)制是“硅酸鹽風(fēng)化”。

據(jù)介紹，在硅酸鹽巖石緩慢且穩(wěn)定的風(fēng)化過(guò)程中，其中發(fā)生的一種化學(xué)反應(yīng)會(huì)將二氧化碳從大氣中吸出，并“困”在海洋沉積物和巖石中。

早在以往的研究中，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了地球碳循環(huán)存在氣候穩(wěn)定效應(yīng)的跡象：對(duì)古巖石的化學(xué)分析表明，即使在全球氣溫劇烈波動(dòng)的情況下，進(jìn)出地球表面環(huán)境的碳通量仍然保持相對(duì)平衡；硅酸鹽風(fēng)化模型預(yù)測(cè)，這一過(guò)程應(yīng)該對(duì)全球氣候有一定的穩(wěn)定作用；地球持久宜居的事實(shí)表明，存在某種內(nèi)在的地質(zhì)學(xué)機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)極端溫度波動(dòng)。

“這個(gè)星球的氣候受到過(guò)如此多外部劇烈變化的影響。為什么生命一直存在？有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，地球需要某種穩(wěn)定機(jī)制來(lái)維持適合生命生存的溫度，” Arnscheidt 說(shuō)，“但從來(lái)沒(méi)有數(shù)據(jù)表明，這種機(jī)制一直控制著地球的氣候?！?/strong>

于是，Arns cheidt 和 Rothman 分析了過(guò)去 6600 萬(wàn)年全球平均氣溫的歷史，并考慮了不同時(shí)間尺度（比如數(shù)萬(wàn)年、數(shù)十萬(wàn)年）上的整個(gè)時(shí)期，來(lái)觀察這些數(shù)據(jù)是否揭示了在地質(zhì)時(shí)間尺度上控制全球溫度的穩(wěn)定現(xiàn)象的模式特征。如果沒(méi)有穩(wěn)定反饋，全球溫度的波動(dòng)應(yīng)該隨著時(shí)間尺度而增長(zhǎng)。

“在某種程度上，這就像你的汽車(chē)在街上加速行駛，當(dāng)你踩下剎車(chē)，汽車(chē)滑了很長(zhǎng)一段時(shí)間才會(huì)停下來(lái)，” Rothman 說(shuō)，“當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，會(huì)有一個(gè)時(shí)間尺度，摩擦阻力或穩(wěn)定反饋開(kāi)始發(fā)揮作用?！?/span>

然而，該研究揭示了一個(gè)波動(dòng)但不增長(zhǎng)的機(jī)制，即地球的溫度波動(dòng)在數(shù)十萬(wàn)年的時(shí)間尺度上得到控制，這意味著在波動(dòng)增長(zhǎng)到極端之前，全球氣候確實(shí)會(huì)受到一種穩(wěn)定機(jī)制的作用。而且，這種穩(wěn)定作用的時(shí)間尺度（幾十萬(wàn)年）與科學(xué)家預(yù)測(cè)的硅酸鹽風(fēng)化作用的時(shí)間尺度相吻合。

因此，這種穩(wěn)定反饋可以解釋?zhuān)厍蛟谶^(guò)去的地質(zhì)時(shí)期中是如何在劇烈的氣候事件中保持穩(wěn)定和宜居的。

有趣的是，Arnscheidt 和 Rothman 發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)在更長(zhǎng)的時(shí)間尺度上卻沒(méi)有顯示出任何穩(wěn)定的反饋。也就是說(shuō)，在超過(guò)一百萬(wàn)年的時(shí)間尺度上，全球氣溫似乎沒(méi)有任何反復(fù)回落的跡象。

那么，在這些較長(zhǎng)的時(shí)間尺度上，是什么控制了全球氣溫呢？

“有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，機(jī)會(huì)，可能在決定為什么 30 多億年后生命仍然存在的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，”Rothman 說(shuō)。

也就是說(shuō)，隨著地球溫度在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)波動(dòng)，這些波動(dòng)在地質(zhì)意義上可能恰好足夠小，處在一個(gè)穩(wěn)定的反饋范圍內(nèi)，比如硅酸鹽風(fēng)化，可以周期性地控制氣候在一個(gè)依據(jù)的條件下。

Arnscheidt 說(shuō)：“有些人會(huì)認(rèn)為隨機(jī)機(jī)會(huì)是一個(gè)足夠好的解釋?zhuān)硪恍┤藙t堅(jiān)持必須有一個(gè)穩(wěn)定反饋，而我們從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，答案可能介于兩者之間?！?strong>換句話說(shuō)，除了地球自己的穩(wěn)定反饋，純粹的運(yùn)氣也可能在保持地球持續(xù)適宜居住方面發(fā)揮了作用。

對(duì)于這一發(fā)現(xiàn)，Arnscheidt 表示，“這是一個(gè)好消息，因?yàn)槲覀冎?，通過(guò)這種穩(wěn)定反饋，當(dāng)前全球變暖最終會(huì)被抵消；但這一過(guò)程需要持續(xù)數(shù)十萬(wàn)年的時(shí)間，速度不夠快，不足以解決人類(lèi)當(dāng)前面臨的氣候問(wèn)題?！?/span>

而且，地球每次的運(yùn)氣都會(huì)那樣好嗎？

版權(quán)說(shuō)明：
本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有。部分圖片源自網(wǎng)絡(luò)，未能核實(shí)歸屬。本文僅為分享，不為商業(yè)用途。若錯(cuò)標(biāo)或侵權(quán)，請(qǐng)與我們聯(lián)系刪除。

本文僅代表作者觀點(diǎn)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有，如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)?jiān)谖闹凶⒚鱽?lái)源及作者名字。

免責(zé)聲明：本文系轉(zhuǎn)載編輯文章，僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布，請(qǐng)及時(shí)與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除，您可以發(fā)送材料至郵箱：service@tojoy.com