这项研究的领导者是亚历山大·法恩斯沃斯博士,一个研究古气候超过20年的地质学家。
他本来的研究方向是二叠纪末大灭绝,那场发生在2.52亿年前的灾难,消灭了地球上96%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物。

在研究过程中,他突然想到一个问题:既然我们能精确模拟过去的气候,为什么不能模拟未来的气候呢?
要知道,地球的板块一直在缓慢运动,大约每5亿年就会完成一次"分久必合,合久必分"的循环。上一次超级大陆盘古大陆存在于2亿年前,而下一次超级大陆,科学家们称之为"终极盘古大陆",将在2.5亿年后形成。
于是,法恩斯沃斯博士组建了一个来自英国、美国和中国的国际研究团队。他们没有使用任何自媒体的二手数据,而是直接调用了英国气象局哈德利中心最先进的HadCM3L全耦合大气-陆地-海洋环流模型。
这个模型有多厉害?它是世界上第一个不需要人工通量校正的气候模型,曾经成功模拟了过去5亿年地球上所有主要的气候变化事件,也是IPCC第三和第四次评估报告使用的核心模型之一。

为了模拟2.5亿年后的气候,研究团队输入了超过1000个参数,包括大陆的精确位置、太阳的亮度变化、大气成分、火山活动频率等等。整个模拟过程在超级计算机上运行了整整6个月,消耗了超过100万小时的计算时间。
当第一批结果出来的时候,整个研究团队都惊呆了。
法恩斯沃斯博士后来在接受采访时说:"我当时盯着屏幕看了足足十分钟,不敢相信自己的眼睛。我们知道会很热,但没想到会热到如此极端的程度,热到几乎没有任何哺乳动物能够在这片大陆上生存。"
那么,2.5亿年后的地球到底会变成什么样子?

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首先是终极盘古大陆的形成。2.5亿年后,大西洋将完全闭合,非洲将与欧洲猛烈碰撞,地中海将彻底消失。澳大利亚将向北漂移,与亚洲东南部连接。美洲将向西移动,最终与亚洲和非洲的东海岸连接在一起。
最终形成的超级大陆将横跨整个赤道,从北极一直延伸到南极。它的形状就像一个巨大的甜甜圈,中心是原大西洋残留下来的一个小型内陆盐湖,而周围则是一望无际的太平洋。
这个超级大陆的内陆纵深将超过3000公里,这意味着海洋的水汽根本无法到达内陆地区。这就引出了第一个致命因素:大陆效应。
我们都知道,海洋是地球的天然空调。它能吸收大量的热量,然后通过洋流和季风调节全球温度。但在超级大陆的内陆,没有海洋的调节,夏天会变得极其炎热,冬天会变得极其寒冷。而且,由于没有水汽,内陆地区将形成广阔的沙漠,几乎没有任何植被。

第二个致命因素是太阳变亮。太阳的亮度一直在缓慢增加,大约每10亿年增加10%。2.5亿年后,太阳的亮度将比现在增加2.5%。这看似微小的增加,却会给地球带来巨大的额外热量。
第三个致命因素是火山活动。当板块碰撞形成超级大陆时,会引发大规模的火山喷发。这些火山喷发会向大气中释放大量的二氧化碳,导致温室效应加剧。研究团队预测,2.5亿年后大气中的二氧化碳浓度将在410ppm到816ppm之间。要知道,目前大气中的二氧化碳浓度大约是420ppm。
这三个因素叠加在一起,将导致地球温度飙升到前所未有的高度。
全球平均气温将达到20.9°C到24.8°C,比工业化前水平升高了12°C到16°C。陆地平均气温将更高,达到24.5°C到35.1°C。在超级大陆的内陆地区,夏季的极端温度将达到50°C到70°C。即使在高纬度地区,夏季的温度也将超过30°C。

这时候,就轮到那条致命的"高温死亡线"出场了。
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科学家们发现,哺乳动物有一个无法逾越的热应激极限,那就是湿球温度35°C。
什么是湿球温度?简单来说,湿球温度就是同时考虑了温度和湿度的一个指标。它是用一块湿布包裹着温度计的球部,在通风良好的情况下测得的温度。
当湿球温度达到35°C时,会发生一件非常可怕的事情:即使你在阴凉处,不穿衣服,有风扇吹着,并且有无限的水可以喝,你也无法通过出汗来散热。
你的身体会不断产生热量,但这些热量无法散发到空气中。持续暴露超过6小时,你的核心体温就会升高,导致器官衰竭和死亡。

这是一个绝对的物理极限,没有任何哺乳动物能够突破它。
但更可怕的是,2021年宾夕法尼亚州立大学的一项人体实验表明,这个极限可能比我们想象的还要低得多。
拉里·肯尼教授的团队招募了24名18到34岁的健康年轻人,让他们在环境舱中进行轻度活动,比如慢走或骑自行车。然后逐渐提高温度和湿度,直到他们的身体无法维持核心体温。
实验结果让所有人大吃一惊:在潮湿环境中,年轻健康成年人的临界湿球温度只有30.55±0.98°C,远低于35°C的理论值。在干燥环境中,这个极限甚至更低,只有25°C到28°C。

肯尼教授说:"年轻、健康、强壮的人都只能承受这么低的温度,那么老年人、病人、孕妇和儿童的耐受极限只会更低。"
这意味着,布里斯托大学的研究可能严重低估了高温对人类的威胁。如果实际生存极限是31°C而不是35°C,那么2.5亿年后宜居区域将进一步缩小至不足5%。
在这样的极端高温下,地球上还有多少地方适合人类居住呢?
研究团队计算了不同二氧化碳浓度情景下的宜居区域比例。在最可能的560ppm二氧化碳情景下,只有16%的陆地面积适合哺乳动物长期生存。在更极端的816ppm情景下,宜居区域进一步缩小到只有8%。
这些宜居区域主要集中在高纬度沿海地区和少数高海拔山区。整个热带和亚热带地区将完全不适宜任何哺乳动物居住。也就是说,2.5亿年后,地球上90%以上的陆地将变成生命的禁区。

不过,终极盘古大陆并不是未来超级大陆的唯一可能。
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科学家们提出了四种主要的超级大陆假说,除了终极盘古大陆之外,还有阿美西亚大陆、新盘古大陆和澳利加大陆。其中,阿美西亚大陆的气候对哺乳动物最为友好。
2021年,NASA戈达德太空研究所的科学家们用超级计算机模拟了阿美西亚大陆的气候。阿美西亚大陆将在2亿到3亿年后形成,它将环绕北极地区,而不是横跨赤道。
这种分布会形成更大的冰盖,通过冰-反照率反馈机制显著降低全球温度。NASA的研究表明,阿美西亚情景下的全球平均气温将比终极盘古大陆低约3.7°C,宜居区域比例将达到60%左右。

这意味着,未来地球的命运其实还存在很大的不确定性。板块运动的微小变化,都可能导致完全不同的结果。
不过,无论哪种超级大陆假说,都指向一个共同的趋势:随着太阳亮度的不断增加,地球的温度会越来越高,直到最终变得不适宜生命生存。
其实,这样的高温灭绝事件在地球历史上已经发生过多次。最著名的就是2.52亿年前的二叠纪末大灭绝。
当时,西伯利亚大火成岩省发生了超级火山喷发,向大气中释放了大量的二氧化碳,导致全球平均气温上升了8°C到10°C。这场灾难持续了整整500万年,消灭了地球上绝大多数的生命。
还有5600万年前的古新世-始新世极热事件,当时全球平均气温上升了4°C到8°C,导致海洋酸化和大量物种灭绝。

但这些历史上的高温事件,和我们现在正在经历的气候变化相比,都显得相形见绌。
二叠纪末大灭绝的升温速率大约是每10年0.0017°C,古新世-始新世极热事件的升温速率大约是每10年0.002°C到0.004°C。而现在,人类活动导致的升温速率是每10年0.4°C。
这是二叠纪末大灭绝的200多倍,是古新世-始新世极热事件的100到200倍。如此迅猛的升温,彻底颠覆了生物演化的缓冲期。物种根本没有时间通过迁徙或适应来避免灭绝风险。

那么,在2.5亿年后的高温地狱里,哪些物种能够幸存下来呢?
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首先是哺乳动物,它们的生存前景最差。哺乳动物是恒温动物,需要消耗大量能量来维持体温。而且它们的热耐受上限非常保守,进化速度也很慢,每百万年只能提高0.6°C。
只有一些小型穴居啮齿动物,可能通过夜间活动和夏眠度过最热的时期。但即使将夏眠时间延长至3个月,宜居区域也仅从8%增加到13%。
爬行动物的生存前景相对较好。作为变温动物,它们不需要消耗能量维持体温,而且许多物种已经适应了高温环境。事实上,在二叠纪末大灭绝之后,爬行动物曾经统治地球长达1.5亿年。

鸟类的生存前景中等。它们的飞行能力使它们能够快速迁徙到更凉爽的地区,但高代谢率意味着它们需要更多的能量和水分。热带低地鸟类尤其危险,许多物种已经逼近其热耐受上限。
昆虫的生存前景差异巨大。虽然昆虫是变温动物,但热带昆虫已经生活在接近其热极限的环境中。一项覆盖2000多个物种的研究发现,低海拔热带昆虫与致死高温之间的缓冲余量几乎可以忽略不计。
昆虫是食物链的基础,它们的灭绝将引发整个生态系统的崩溃。
海洋生态系统也将面临灾难性的变化。全球海洋平均温度将上升10°C到15°C,导致海水持氧能力急剧下降,广泛的海洋缺氧将成为常态。
大气二氧化碳浓度升高导致海水酸化,会腐蚀所有碳酸钙结构,包括珊瑚礁、贝壳和浮游生物的外壳。预计90%以上的海洋物种将灭绝,重演二叠纪末大灭绝的悲剧。

那么,人类有没有可能在这场末日灾难中幸存下来呢?
很多自媒体说人类有两条逃生路径:生物进化和技术解决方案。但原始研究中根本没有提到这一点。
事实上,依靠生物进化几乎是不可能的。人类的进化速度太慢了,根本跟不上温度上升的速度。
技术解决方案呢?理论上,人类可以建造地下城市、封闭生态穹顶,或者进行星际移民。但这些方案都存在巨大的局限性。
地下城市虽然天然具备恒温特性,但需要持续的能源供应、通风系统和废物处理系统。在全球文明崩溃的情况下,这些系统很难长期维持。
封闭生态穹顶的建造成本极高,维护困难,而且无法大规模推广,只能让极少数人幸存。

星际移民的技术难度更是超乎想象,而且只能让极少数人离开地球。
更重要的是,所有这些技术方案都只是权宜之计,无法从根本上解决地球变得不适宜居住的问题。
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看到这里,你可能会觉得,2.5亿年后的事情,跟我们有什么关系呢?毕竟,人类文明才不过几千年的历史。
但法恩斯沃斯博士说,这项研究的意义不在于预测末日,而在于让我们明白一个道理:行星的宜居性从来不是理所当然的。
地球之所以能够孕育生命,是无数巧合叠加的结果。它距离太阳的距离刚刚好,有一个合适的大气层,有磁场保护,有海洋调节温度,还有板块运动维持碳循环。任何一个条件发生微小的变化,都可能导致生命的灭绝。

而现在,人类正在亲手改变这些条件。
虽然2.5亿年后的末日离我们很远,但高温死亡线已经开始在地球上出现了。2023年,全球多个地区出现了超过40°C的极端高温天气,部分地区的湿球温度甚至接近35°C的极限。
科学家们预测,如果我们继续按照当前的速度排放温室气体,到本世纪末,部分热带沿海地区可能会定期突破35°C湿球温度极限。这意味着,这些地区将变得不适宜人类居住。
布里斯托大学的研究团队成员Eunice Lo博士说:"我们不能忽视当前的气候危机,这是人类排放温室气体造成的,这一点至关重要。虽然我们预测2.5亿年后地球将不适合人类居住,但今天我们已经经历了有损人类健康的极端炎热天气。这就是为什么尽快实现净零排放至关重要。"

利兹大学的Benjamin Mills教授补充道:"我们认为二氧化碳可能会从现在的约400ppm上升到数百万年后的600ppm以上。当然,这假设人类将停止燃烧化石燃料,否则我们将看到那些数字要早得多。"
其实,人类的未来掌握在我们自己手中。我们现在的每一个选择,每一个行动,都将决定地球未来的气候,决定人类文明能够延续多久。
2.5亿年后,也许人类已经灭绝,也许人类已经移民到其他星球,也许人类已经进化成了完全不同的物种。但无论如何,我们都应该珍惜现在这个宜居的地球,珍惜这个无数巧合造就的蓝色星球。

因为在浩瀚的宇宙中,我们目前只知道这一个地方能够孕育生命。
最后,我想用一句话来结束今天这篇文章:
末日不是一个注定的结局,而是一个警告。它提醒我们,人类不是地球的主人,而是地球的过客。我们的责任不是征服自然,而是与自然和谐共处。只有这样,我们才能在这颗蓝色星球上,继续书写属于人类的故事。
信源:
《中国新闻网》——《2.5 亿年后地球气候模拟:极端高温或致哺乳动物灭绝》
《中国科学院》——《未来超级大陆形成将导致陆地哺乳动物大规模灭绝》
《英国气象局》——《HadCM3 气候模型官方说明》
《美国生理学会》——《健康年轻人湿球温度临界极限研究》