10月11日，联合国《生物多样性公约》缔约方大会第十五次会议（COP15）第一阶段会议将在云南省昆明市拉开序幕。

2021年正值全球生态环境遭气候变暖影响凸显之际，本次会议无疑是联合国最重要的一次会议，也是我国今年承办的最重要的一次国际会议。本次大会将以“生态文明：共建地球生命共同体”为主题，倡导推进全球生态文明建设，强调人与自然是生命共同体，强调尊重自然、顺应自然和保护自然，努力达成公约提出的到2050年实现生物多样性可持续利用和惠益分享，实现“人与自然和谐共生”的美好愿景。

在大会开启之际，外界最关注的是：全球变暖究竟对地球、人类以及其他生物意味着什么？今天，让我们回到大约5500万年前，一起感受“古新世·始新世极热事件时期（PETM）”，或许能让当下的我们有所启示。

PETM始于恐龙灭绝后的1000万年

在恐龙大灭绝的1000万年后，全球平均气温突然出现急剧攀升，在这段被称为“古新世·始新世极热事件时期（PETM）”中，温室气体的大规模排放导致全球气温升高了至少5度。

▲在这段全球气候异常的时期，由于大气和海洋的动荡，全球生态环境发生了剧变

据悉，导致这场全球气候变化的根源并非来自大气，而是来自海洋之下。对此，有古生物学家和地质学家推测，在古新世或恐龙灭绝后的时期，全球气候发生了一定程度的自然变暖，导致大量甲烷结晶沉积转化为了气体。海床将过量的甲烷气体排放到水和空气中，这种比二氧化碳更强的温室气体让地球迅速变暖，导致平均温度在不到2万年的时间里飙升超12度，并在此后7万多年的时间里保持稳定水平，随后又开始了漫长而缓慢的下降。

在这段全球气候异常的时期，由于大气和海洋的动荡，全球生态环境发生了剧变：极地没有冰，短吻鳄跑去北极附近杂草丛生的沼泽中定居；亚热带森林遍布大陆一路扩展至北纬地区；大部分深海生物灭绝，陆地动物减少并向北迁移到气候较冷地区繁衍生息，包括灵长类等一些新动物群体开始在这里占有一席之地……

▲在这段全球气候异常的时期，大部分深海生物灭绝，陆地动物减少并向北迁移到气候较冷地区繁衍生息

关于这段古老的“全球变暖”时期发生的一切，充分体现在了化石记录之中。而眼下，在全球变暖加剧之际，这些记录或许可以帮助人类了解其对生态环境的影响。

生物灭绝从海洋开始

在这场全球变暖中，海洋生态遭受了最致命的打击。

从某种意义上说，地球上的海洋就像一个巨大的传送带。通常情况下，冷空气和海水在南半球混合，形成密度大、温度低的“深水”，并且不断保持运动。然而，在更温暖的PETM时期，高温气候导致北极降雨更多，从而削弱了洋流，改变了海洋生态环境。

▲PETM中海洋生态遭受了最致命的打击

在不到5000年的时间里，北大西洋的冷空气和海水开始混合，水流的变化使海洋变暖。而更高的温度加速了水中生物的新陈代谢，它们对食物的需求随之增加。然而与之形成悖论的是，水温越高，含氧量越少，这导致大量深海生物灭绝。简而言之，温暖的PETM时期将海洋生物置于一个艰难求生的境地：动物需要更多的食物来维持生存，而氧气的缺乏则使生存环境更加恶劣，营养物质也持续匮乏，破坏了海洋食物链。

这段气候变化的影响持续了近10万年，一些生物因无法跟上变化而灭亡。比如，一种名为“底栖有孔虫”的深海物种，便因这种变化出现了一次大规模的死亡。长期以来，底栖有孔虫一直是许多小型海洋生物的主食，由于在化石记录中大量存在，它们也是研究进化和灭绝的古生物学家的最爱。

▲显微镜下拍摄的有孔虫

科学家的研究发现，这段时期有超过35%的“底栖有孔虫”灭绝，这是这一物种在过去9000万年中唯一一次重大危机。古生物学家推测，它们的消失给海洋生态链造成了巨大影响。

逐渐“缩水”的哺乳动物

6600万年前，在一颗小行星摧毁所有的非鸟类恐龙前，地球上最大的带毛生物仅有11磅（约4.98千克）重，相当于美洲獾的大小。大约100万年后，随着新生态位被大规模灭绝所清除，最大的带毛生物约和一只德国牧羊犬体型相当。

▲驼鹿

动物们在温暖的森林里繁衍生息，形成了食草动物、食肉动物、杂食动物等新形态。然而，在PETM时期的高温下，一些动物体型开始缩小，这与生物学家在如今的哺乳动物身上发现的现象相似。例如，在寒冷的气候中，驼鹿通常比南方的同类重约80磅（约36.28公斤）。

这是因为，动物体型越大，保持体内热量的能力越强，相对于整体质量而言，体表暴露在自然环境中的比例越小，动物失去热量的速度越慢。但在炎热的季节，保暖就显得不那么重要，排出多余的热量成为了生存的关键，而小型生物的表面积与体重比更大，就更容易排热。例如，一种被称为Sifrhippus sandrae的早期马类，在PETM时期萎缩了近三分之一，而一种被称为Cantius abditus的早期灵长类动物，在PETM时期的中期至末期，体型变小了约10%。

昆虫“求存”多样性提升

与哺乳动物不同，对昆虫而言，PETM时期无疑是个好时节，温暖的气候促使干燥的热带森林向北扩散。由于许多昆虫属于变温动物（它们的体温、生理需求与栖息地的气候有关），气候变暖为大量微小生物的出现打开了新大门。

▲气候变暖为大量微小生物的出现打开了新大门

这些证据都被保留在这个时期的化石之中。科学家称，5000多块来自PETM时期之前、期间和之后的植物化石显示，昆虫的数量和危害的多样性都在上升。与此同时，对美国怀俄明州大角盆地进行的一项研究则显示，这段时期留下的化石中，一半以上的树叶都被虫子破坏，较PETM时期之前或之后高出20%。

而现在，一部分昆虫，如一些蚊子和蜱虫等，已经在适应新的气候环境，并向新的生活领域扩展。2019年的一项研究估计，到2080年，全球接触蚊子传播疾病的人数可能增加近10亿。

物种“更替”速度极快

地球上，每分每秒都在发生着变化，一些物种走向灭绝，一些物种则在进化。古生物学家把新物种取代旧物种的速度称为“更替”。来自古新世海洋遗迹的化石表明，在靠近地表的地方，“更替”过程在PETM时期以极快的速度发生。

▲来自古新世海洋遗迹的化石表明，在靠近地表的地方，“更替”过程在PETM时期以极快的速度发生

靠近海岸的浅水区，蜗牛和蛤蜊相继死亡，但很快又被类似的软体动物取代，这些软体动物扮演着同样的生态角色——筛沙、吃海藻。而其他物种的变化则来得更为剧烈，比如鳞鲀和河豚在经历一次大灭绝后，花了近2000万年的时间才进化出足够多的新物种，以恢复它们失去的多样性。

而在赤道附近，与如今存活的珊瑚相似的珊瑚虫消失了，被称为“大型有孔虫”的圆盘状生物填补了它们的生态位，成为珊瑚礁的建造者，直至几百万年后海洋终于再度冷却下来。

降水致全球气候冰火两重天

在PETM时期，气温上升导致全球雨水循环出现变化，为亚热带冠层的扩散提供了必要的帮助，从而产生了极地的沼泽森林。

地球上的大部分天气模式：空气和水在海洋和天空中的循环方式，都受到炎热赤道和寒冷两极间的温差影响。

在古新世——始新世前，地球中部附近蒸发的水形成了雨云，在热带地区和极纬度地区都有降水。然而，气候变暖导致气流的变化，使得更多的赤道水分在返回地球前，抵达了遥远的南北极地区。这也是古代北极地区山核桃和柏树得以生长的原因之一，这些植物为狐猴类、灵长类动物提供了攀爬的地方。

▲研究表明，到本世纪末，美国西南部地区的土壤将比现在还要干上10%至20%，旱灾的风险至少增加20%

但降下的雨水总得有去处，在世界上的一些地方，潮湿天气的激增意味着干旱地区的水分会蒸发掉更多。现如今的气候变化可能产生了类似的影响，更潮湿的冬天已经增加了欧洲西北部爆发破坏性洪水的频率。与此同时，美国西南部正在一年比一年干旱。研究表明，到本世纪末，美国西南部地区的土壤将比现在还要干上10%至20%，旱灾的风险至少增加20%。

全球数百水域恐将倒退回PETM时期

在PETM时期之初，海洋温度已经很高了。例如，在变暖之前，古大西洋的赤道温度为36.6度，比如今大西洋的温度高出约8.8度。酷热难耐的海水，使得深海失去了冷却源，水里的氧气水平下降。与此同时，全球变暖导致大量二氧化碳被海洋共吸收，这使得海水酸度急剧上升，很少有生命能在这样令人窒息的地方生存。

▲全球变暖导致大量二氧化碳被海洋吸收，使得海水酸度急剧上升

不过，在古新世第三纪的化石沉积物中，古生物学家们发现，在赤道近38度的海水中，导致“赤潮”的微小有机体甲藻开始大量繁殖。

▲海洋调查船在波罗的海上进行研究考察

眼下，全球各地区的水域正在应对类似的情况：世界各地记录了数百个所谓的“死亡区”，包括墨西哥湾和波罗的海等多个地点，面临着倒退回“PETM时期”的风险。

专家称，当下碳排放速度前所未有

事实上，科学家经常将PETM时期作为比较现代气候变化的基准。但有研究表明，由于当下全球变暖的速度远超恐龙灭绝后发生的任何气候事件，因此我们与这一基准持平的速度比此前预想更快。

▲全球变暖加剧，南极融冰加剧

2019年发布的一项研究发现显示，人类如今向大气中排放二氧化碳的速度是5600万年前PETM时期的9到10倍。研究结果表明，如果碳排放量继续上升，那么从人类开始使用化石燃料以来到2159年，排入大气的二氧化碳总量可能会与PETM时期释放的二氧化碳总量相当。

犹他大学的地球物理学家加布里埃尔·鲍恩表示，“如果一切照常，即使有PETM作为背景参照，如今的碳排放速度也是前所未有的。因此，在理解地球如何应对这种变化方面，我们没有很多地质例子可以参考借鉴”。

红星新闻记者 徐缓

编辑 郭宇