科学》杂志1月5日发表的研究报告称,三亿年前的地球在从冰河时代向无冰时期的转变过程非常不平静,二氧化碳气体浓度下降又上升,气候急剧变化,对热带植物产生了极大的影响.加利福尼亚大学戴维斯分校地质学教授伊莎贝尔·蒙塔涅兹称,“这是有关在紧跟着冰河时代的长期全球变暖过程中气候系统发生了怎样的变化的最好的研究报告.”但同时她补充说,这些发现还不能直接应用于现在的全球变暖的趋势上.在三亿年前的二叠纪中期,地球还处于冰河时代.几英里厚的冰盖覆盖了大部分南方大陆,而在北极海洋上则可能漂浮着巨大的冰块.热带地区则被雨林所占据,成为现在的煤矿.在之后的四千万年,所有的冰都融化了.整个世界变成炎热干燥的地方,植物非常稀少,土壤比随风流动的沙尘稍微多一些.蒙塔涅兹指出,“你要想生活在那种环境之下,你只有作一只爬行动物.”蒙塔涅兹和她的合著者从已经作为岩石保存下来的古代土壤、煤碳和植物化石中获得大气二氧化碳浓度的数据.他们从腕足类贝壳动物化石中获得海洋表面温度的数据并从古老雨林化石中研究了过去的植物生活周期的数据.为了发现冰河发展和消失的进程,他们还研究了在巨大的南半球冈瓦纳大陆上形成过的冰盖留下的痕迹和线索.冈瓦纳大陆曾经包括现在南半球大部分陆地.新的数据显示,在整个的几百万年之间,大气中的二氧化碳浓度每百万年上下波动250次,而靠近现在的时间中,每百万年万波动2000次.同时,南半球冰盖在二氧化碳增加时消退,而在二氧化碳浓度变小时再增加,这个模式与温室气体导致古生代末期冰河期的结束的想法一致.蒙塔涅兹说,“我们看到一个二氧化碳浓度不断增加、温度不断升高的模式,期间出现上下波动的反复.”科学家们曾经提出在大气变暖的过程,那么它的转折点到来时,冰盖会永久、快速地融化.新的数据显示,大气变化是在两个极点间上下波动.但总体趋势是变暖的,到2.6亿年前,冰盖完全消融.植物化石数据显示,热带植物群落随着气候变化而快速改变.以几千年为尺度,适宜凉爽、湿润时期的树蕨森林被更适宜干燥、温暖气候的松树和其它植物代替.从冰河期到无冰时期的变化过程不是一种平缓的变化,而是一种在寒冷与炎热条件之间的一些陡然骤变.但是,蒙塔涅兹也指出,这些结果还不能直接应用于现在的全球变暖的趋势.现在的大气中的二氧化碳浓度的增加是一种短期的效果.但这项研究显示,气候变化的主要变化可能不是渐进式的进行的,而是以一种波动着的、急剧变化来进行的.这些数据跨越了数百万年的时间,类似的事件可能在一个更小的时间间隔尺度上发生着.
