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反气候变化人士经常以古论今，将古气候变化阐述为：地球历史上有各种气候变化，有些气候变化的幅度远超今日，地球生物照样生存了下来，现在的气候变化有什么大惊小怪的？

历史上变化幅度远超今日的气候变化，且发生过多次，那时候还远没有人类呢，所以人类不是气候变化的主要原因。这样的解读混淆了古气候变化和现代气候变化的主要区别：古气候变化主要是自然原因发生的，而现代全球变暖是人类活动引起的；古气候 “沧海桑田”的变化需要更长的时间，而现代气候变化的速度要快得多。

我们可以将地球历史上一些极端过程和现在的气候变化相比。在已知的古气候变化事件中，古新世—始新世极热事件（PETM，Paleocene-Eocene Thermal Maximum，约5600万年）绝对是一次“突发性”的快速增暖事件。注意这里所说的“突发性”是针对地质时间尺度而言的，在地质时间尺度上，一个时间步长动辄就是几十万和几百万年。而古新世—始新世极热事件中，全球气温在短短几千年里升高了好几度。几千年相对于几十万和几百万年，那当然就是突发性事件了。

如果要和现在比较，我们需要确认几千年到底是“几千”，升高的好几度到底是“几度”。由于事件发生在古新世和始新世之间，根据地质年表，距今大约5600万年，那时候恐龙已经灭绝了，哺乳动物正在崛起，人类还没有演化出来，甚至人猿都还没出现，尽管已经开始有灵长类动物，但是体型还小，过着树栖的生活。时间越早，我们的了解就越少，数据的不确定性就越大。要了解过去约100万年以内的气候，可以通过在南极和格陵兰岛打冰芯来确定，这被认为是精度最高的气候序列，可以确定到逐年的变化。而如果时间超过100万年以上，冰芯就无能为力了，这就需要在大洋和湖泊底部进行钻探，国际上进行过深海钻探计划（DSDP）、大洋钻探计划（ODP）和综合大洋钻探计划（IODP）等，但是这一类数据的分辨率可就没有那么精细了。

根据2021年IPCC的估计(Schubert and Hope Jahren, 2013; Gutjahr et al., 2017; IPCC, 2021)，在PETM期间，在大约3000-20000年里，大气中的CO2浓度从约900ppm（误差范围800-1000），飙升到约2000ppm（误差范围1400-3150），在这期间，全球温度升高4-8℃，比1850～1900年的温度还要高10～25℃。这是一个恐怖的高温期，PETM 到底是什么样子的？当然，我们没有照片，也没有纪录片为证，但是从动植物化石记录中，我们发现了相当惊人的景象。

那时候全球极其温暖，地球两极完全没有冰雪。当时红树林和雨林一直延伸至极区纬度，格陵兰岛西北海岸的埃尔斯米尔岛竟然有河马和短吻鳄，还长着棕榈树，表明北极附近的环境郁郁葱葱，温暖宜人。有证据表明，一些热带海洋地区变得极端炎热，以至于许多生物都放弃了在这些区域生活。

在PETM时期，大气中二氧化碳的增加速度约为每百年4-42ppm，平均而言，每年增加约为0.04-0.42ppm。然而，这一数值与目前大气中二氧化碳的增加速度不可同日而语，例如，夏威夷Mauna Loa是全球CO2观测最长久的观测站，根据这里的观测记录，在过去10年间，CO2浓度的增加速度基本都超过每年2ppm，有些年份甚至超过3ppm，这远远超过了PETM时期的增加速度。

以现在的技术来估算，在PETM时期，每年大气中CO2增加量为3-15亿吨。然而2010年以来，全球化石燃料燃烧排放CO2量达到300亿吨以上，均远超PETM时期。

所以我们正生活在“史无前例”的气候变化中，远超地球历史上的极端事件，例如PETM事件。除了幅度大，造成气候变化的原因也不同，目前的全球变化是人类活动引起的，尤其是人类活动排放大量的温室气体。而PETM事件则是由自然过程引起的。例如根据2017年《自然》杂志上的一项研究(Gutjahr et al., 2017)，冰岛地区发生了大规模的火山活动，是形成PETM事件的主要原因。冰岛位于大西洋洋中嵴的顶端，地下岩浆柱之上有一个巨大的火成岩积累区，碳储藏量极其丰富。当时在约5万年的时间内，该地区持续的火山喷发释放了高达10-12万亿吨碳，是PETM 变暖的主要驱动因素。作者们估计，90%的碳来自缓慢的火山喷发，速率为每年6亿吨。这不及目前化石燃料燃烧所产生的碳排放量的五十分之一，这证实了尽管从地质学的角度来看，PETM的碳排放可能是“快速的”，但是与今天人类所产生的碳污染相比却是十分缓慢的(Haynes and Honisch, 2020)。

如果与过去80万年的气候变化比较，近期温室气体浓度的增加速度是过去100万年最快速度的数百倍以上，这种速度的差别相当于“人活两周就死”和“人活百岁才死”，对于后者，绝大多数人不会过于担心和忧愁，并坦然接受，不会影响生活，而对于前者，则需要马上就医寻找原因。

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

作者：魏科 中国科学院大气物理研究所 研究员

审核：戴云伟 中国气象局 高级工程师

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 科普中国创作培育计划

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