一项研究表明，大气中二氧化碳含量增加一倍可能导致地球平均气温升高 14 度，远远超过联合国目前的估计。这项研究基于 45 年前的太平洋钻芯，强调二氧化碳水平与气温之间的关系比以前理解的更为密切。

对太平洋沉积物的分析表明，大气中二氧化碳含量翻倍可能会导致地球温度升高 14 度，超过 IPCC 的预测，历史数据也表明未来气候将受到重大影响。

根据日本国家海洋与大气管理局以及乌得勒支大学和布里斯托大学的研究人员对加州附近太平洋沉积物所做的分析，大气中二氧化碳含量增加一倍将导致地球平均温度上升 7 至 14 摄氏度（ 13 至 25.2 华氏度）。

该研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。

报告第一作者凯特琳·维特科夫斯基表示：“我们发现的温度上升幅度远远高于联合国气候小组 IPCC 目前估计的 2.3 至 4.5 摄氏度（4.1 至 8.1 华氏度）。”

研究人员使用了从太平洋海底提取的 45 年前的钻芯。“我意识到这个钻芯对研究人员非常有吸引力，因为那个地方的海底数百万年来一直处于无氧状态，”NIOZ 高级科学家、乌得勒支大学有机地球化学教授 Jaap Sinninghe Damsté 教授指出：“因此，有机物不会被微生物快速分解，更多的碳得以保存。”他也是维特科夫斯基的导师，这项研究也是维特科夫斯基的博士论文的一部分。

维特科夫斯基说： “过去 1500 万年的二氧化碳从未在单一地点进行过检测。”钻芯上部一千米对应于过去 1800 万年。从该记录中，研究人员能够利用一种新方法提取过去海水温度和古代大气二氧化碳水平的指标。

研究人员使用 20 年前在 NIOZ 开发的方法（称为 TEX 86方法）来推导温度。“该方法使用古细菌（一种独特的微生物）膜中存在的特定物质，”Damsté 解释道：“这些古菌会根据海洋上部 200 米的水温来优化其膜的化学成分。该膜中的物质可以作为分子化石在海洋沉积物中找到，并一直被分析。”

研究人员开发了一种新方法，利用藻类中常见的两种特定物质的化学成分（叶绿素和胆固醇）来推算过去大气中的二氧化碳含量。这是首次使用胆固醇定量测定二氧化碳的研究，也是首次使用叶绿素测定这一时期的研究。为了产生这些物质，藻类必须从水中吸收二氧化碳并通过光合作用将其固定。

Damsté 说：“地球上的碳中只有极小部分以‘重质形式’存在，即13C，而不是通常的12 C。藻类明显偏爱12 C。然而：水中的CO2浓度越低，藻类就越会利用稀有的13 C。因此，这两种物质的13 C 含量是海水中 CO2含量的衡量标准。而根据溶解度定律，这又与大气中的 CO 2含量相关。”

利用这种新方法，二氧化碳浓度似乎从1500万年前的约650ppm下降到工业革命前的280ppm。

当研究人员将过去 1500 万年的温度和大气 CO2 水平相互对比时，他们发现了一个密切的关系。1500 万年前的平均温度超过 18 摄氏度（64.4 华氏度）：比今天高 4 摄氏度（7.2 华氏度），大约相当于联合国气候小组 IPCC 在最极端情况下预测的 2100 年的温度水平。

“因此，这项研究让我们看到了如果我们采取的减少二氧化碳排放的措施太少，以及实施的抵消排放的技术创新太少，未来会发生什么， ”Damsté强调：“这项研究的明确警告是：二氧化碳浓度对温度的影响可能比我们目前考虑的要大！”

参考文献：“连续甾烷和植烷 δ13C 记录显示，自中新世中期以来，pCO2 显著下降”，作者：Caitlyn R. Witkowski、Anna S. von der Heydt、Paul J. Valdes、Marcel TJ van der Meer、Stefan Schouten 和 Jaap S. Sinninghe Damsté，2024 年 6 月 18 日，《自然通讯》。DOI：10.1038/s41467-024-47676-9

来源：荷兰皇家海洋研究所

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