图1 贵州罗甸纳庆剖面的碳和铀同位素记录及模拟结果，显示在卡西莫夫期末期出现一次明显的同位素负漂，表明显著的全球碳循环波动及海洋缺氧事件

图2 晚古生代冰室气候和其他温室气候中的碳排放与海水温度和缺氧程度的关系对比图，表明同样速率的碳排放或变暖，海洋的缺氧程度在冰室气候下比温室气候下更高

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42072035、91955201、41630101、41830323）等的资助下，由中国科学院南京地质古生物研究所陈吉涛研究员领衔的国际合作团队，对我国华南石炭纪地层开展了沉积学、地层学、沉积地球化学、数值模拟等多学科的综合交叉研究，首次发现了石炭纪晚期冰室气候下的一次巨量碳排放，及其引起的全球变暖和海洋缺氧事件。相关研究结果以“地球上次冰室气候下的全球变暖及海洋缺氧（Marine anoxia linked to abrupt global warming during Earth’s penultimate icehouse）”为题，于2022年5月2日在《美国科学院院报》（PNAS）杂志上在线发表。论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2115231119。

　　近百年来，全球气温在新生代冰室气候大背景下快速升高，两极冰川消融加剧，海洋缺氧程度加重，导致全球生物多样性降低，并严重影响海洋渔业发展。全球变暖的这些影响将如何进一步发展？根据当前环境变化的观察数据很难预测未来的长期趋势。为了找到冰室气候背景下的全球变暖与海洋缺氧、生物多样性变化的内在关系，研究人员通过对地球历史的冰室气候的研究寻找答案。其中，3.6—2.8亿年间的晚古生代大冰期是陆生高等植物及陆地生态系统建立以来唯一一次记录了地球由冰室气候向温室气候转变的地质时期，当时的大气二氧化碳和氧气浓度也与现代相当，可以与现今人类生存的冰室气候环境进行很好地类比。

　　我国贵州罗甸纳庆剖面发育了国际上鲜有的石炭纪海相地层，完整的记录了该时期海水的地球化学信息。研究人员通过对该剖面碳酸盐岩的碳和铀同位素及主微量元素的测试分析及多重数据模拟（图1），发现石炭纪晚期（约3.04亿年前）冰室气候下，约9万亿吨碳在30万年内排向大气，从而引起了当时全球气候的显著变暖。期间表层海水温度升高约4℃，全球海洋缺氧面积扩张至22%，海洋生物多样性显著下降。通过比较地质历史中不同气候环境下的碳排放事件及其引起的全球变暖和海洋缺氧状态，研究团队首次提出，在同样的碳排放速率下，相较于温室气候，冰室气候下的海洋可能会出现更严重的缺氧状态（图2）。

　　根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2021年报告，2019年全球排放的二氧化碳约为340亿吨，碳排放速率是石炭纪晚期（折合年平均排放CO₂约1.1亿吨）的数百倍之多。那么，当前如此快速的碳排放与全球变暖是否会达到相关气候变化临界点而造成极其危险的不可逆状态？研究人员认为，可以“以古论今论未来”，通过对地史中已经发生的类似气候环境事件的研究，将有益于我们更加深入的理解在冰室气候下地球系统内部的关联与反馈机制，更加全面的评估在不同气候背景下地球系统模拟中的边界条件，从而更加精确的预测全球变暖及海洋缺氧状况，为人类如何应对未来可能发生的极端气候提供一定借鉴。

　　这一发现再次给我们敲响警钟：落实“双碳”计划，减缓碳排放速率，保护地球环境，这是我们当下势在必行的举措。