當海洋開始窒息，我們更需要理解海的呼吸

2026年1月9日，中國科學院大氣物理研究所領銜的國際研究團隊發布2025年全球海溫變化研究報告。這份報告指出，2025年全球海洋上層2000米熱含量再創歷史新高，連續9年刷新有觀測記錄以來的最高值；同時，全球平均海表溫度位居歷史第三高位。

這一連串數字提醒我們，海洋升溫的問題已經迫在眉睫。其中一個嚴重的后果是海洋變暖導致海洋溶解氧下降，這對需要氧氣呼吸的海洋生物提出了巨大的挑戰——海洋正在逐漸“窒息”。

想理解海洋窒息，我們就需要探究海洋的“呼吸”。荷蘭海洋學家埃爾科·J.羅林在《海的呼吸：碳循環和氣候演變的海洋史》一書中為我們展開了海洋在億萬年間的演化畫卷，講述了在氣候變化不斷加劇的今天，海洋與氣候有著怎樣的關系以及將如何決定人類未來的命運。

自工業革命開始以來，人類已經造成了4200億噸的凈碳排放量，這使得大氣中的二氧化碳濃度從工業革命前典型間冰期值的約280 ppm上升到今天的約400 ppm，以極快的速度上升了120 ppm。目前的水平與300萬年前的水平相當，當時全球氣溫比現在高2℃~3℃，海平面比現在高10~30米。大多數針對當前趨勢的排放預測都認為，到本世紀末，二氧化碳濃度有可能超過700ppm。上一次出現這樣的大氣二氧化碳濃度是在3400萬年前，即南極洲冰川作用之前，當時深海溫度比現在高10℃或更多。

鑒于地球歷史上溫度和二氧化碳濃度之間長期存在密切的關系，目前二氧化碳的增加可能會導致氣候和海洋發生巨大的變化。我們不必擔心南極冰蓋會在短期內完全消失，也不必擔心深海溫度會急劇上升，因為這種變化需要數百到數千年的時間才能完成。但是，地球的鮮活歷史告訴我們，即使我們停止排放，緩慢的反饋機制（特別是深海變暖、全球冰量變化和全球碳循環調整）也將在數百年至數千年里持續對我們造成的干擾作出調整。氣候變化就像巨大的貨運列車：一旦啟動，就會繼續前進。我們排放的影響不會在2100年停止，而是會隨著緩慢反饋機制的持續調整不斷累積。因此，在緩慢的反饋機制得到太多動力之前，如果我們不迅速遏制二氧化碳濃度的上升，氣候就會被“鎖定”在一個長期的軌道上，最終進入一個更溫暖、冰量大幅減少的溫室型世界。一旦這些響應完全展開，即使我們有辦法讓二氧化碳濃度降低，它們也將需要同樣長的時間才能作出響應。

▲南極冰蓋

所以我們唯一的辦法就是在火車加速之前讓它減速。照現在的樣子，慢反饋“列車”已經明顯啟動。目前海洋變暖主要局限在1000米左右的表層水中，但據報道，深海部分地區出現了變暖的初步跡象。大陸冰蓋的大量損失正在明顯加速，而導致這種大規模損失的冰流（ice stream）也變得越來越活躍。森林砍伐嚴重擾亂了碳循環和陸地生態系統的運作，要想負責任地扭轉這一現象，將是一項艱巨的挑戰。全球大范圍的干旱化加劇同樣影響著陸地生態系統。過度捕撈和酸化正在擾亂海洋生態系統。所有這些生態系統的變化都在影響著碳循環。最終，我們排放的碳滲入深海，將導致碳循環的進一步變化——碳酸鹽補償將在未來數千年內發揮作用。

即使沒有進一步增加，我們已經產生的碳凈排放量（4200億噸）也相當驚人。它相當于一個直徑25米，從地球一直延伸到月球的實心石墨柱。更糟糕的是，其規模相當于一個冰期循環中海洋與大氣—生物圈系統之間總碳交換量的 60%。這是因為，約90%的人為排放并非氣候系統各組成部分之間的碳轉移，這與冰期—間冰期的碳交換情況不一樣。相反，它涉及外源碳的凈輸入：我們已經將額外的碳（曾經安全地封存在地球內部）釋放回氣候系統中。所以可以預計應該會有更多的長期影響，直到自然或人為過程再次將這些碳移除。

但我還沒有講到最糟糕的部分，即這些碳排放的速度之快。人類造成的碳排放在短短200年或更短的時間內就發生了，所以人類造成的凈碳排放率是平均每年21億噸。今天的實際排放率是這一平均值的5倍，即每年接近100億噸。相比之下，以自然標準來看，冰期—間冰期的過渡已經很快了，也仍需大約1萬年的時間。因此，平均自然變化率是每年0.7億噸碳。因此，人類造成的平均碳排放比冰期末期的平均自然變化速率快了30倍。之前我們計算出人為碳排放的平均速率甚至比古新世—始新世極熱事件的排放速率還要快5倍。而過去幾年的實際排放率比古新世—始新世極熱事件的實際排放率要高近30倍。

我們看到，二疊紀末期大滅絕是地球歷史上唯一一個至少有一些證據表明外源碳注入速率接近人為排放速率的事件。但是這個速率是有爭議的，可能要低得多。二疊紀末期大滅絕也是地球有史以來最嚴重的滅絕事件：96%的海洋生物和 70%的陸地生命滅絕了。二疊紀末期大滅絕并不是一個完美的類比，因為我們對 氣候的影響是前所未有的，但毫無疑問，二疊紀末期的滅絕事件可以從定性的角度告訴我們現代危機的潛在嚴重程度。

二疊紀末期的事件以海洋酸化、快速變暖、海洋缺氧的三重打擊為特征，同時還包含大范圍物種滅絕。這些影響的綜合規模、速度和持續性使二疊紀末期成為嚴重的大規模物種滅絕時期。現代[人為排放]的影響和相關變化速度至少與之相當。雖然目前預計它們不會達到相同的規模，但警告很明確：當前水平的持續排放可能使我們越來越接近二疊紀末期的情況。

這就引出了一個幾乎不可避免的問題：這是否意味著大規模物種滅絕事件即將到來？或者，換個說法：大規模滅絕事件是否可能已經開始了？為了評估這一點，我們可以比較一下今天物種滅絕的速率和自然狀態下的背景滅絕速率。背景滅絕速率是指持續發生的偶然隨機滅絕的速率，即地球上每100萬個物種中，平 均每年最多有2個物種滅絕。2011年的一項調查估計，人類與870萬（上下浮動130萬）種生命共享地球。但值得注意的是，這樣的估算往往存在極大的偏差，因為確定物種數量非常困難。這不僅是因為在識別和計算所有顯而易見的動物、植物、真菌、藻類等方面存在明顯的困難，更是因為微生物種類的數量隨著每一 項新研究的進行而增加。如果我們假設這個數字是1000萬，那么估計的背景滅絕速率將是每年20個物種。

關于現代滅絕速率及其與自然背景滅絕速率的對比，目前已有大量研究。最近的研究結果表明，世界目前的物種滅絕速率異常之高，是自然背景滅絕速率的 1000~1萬倍。僅就脊椎動物來說，現代滅絕速率的估計值比背景滅絕速率高出 114倍。有研究估計，目前的總體滅絕速率已超過每天10種。這就是為什么研究人員始終強調：第六次大滅絕事件并非即將來臨，而是（更準確地說）早已拉開序幕。

我們如何將當前這種加速的滅絕速率與過去大滅絕事件的速率進行比較？要回答這個問題，關鍵在于我們要記住地質歷史的時間跨度極為漫長。當近距離調查時，即使是在地質歷史上幾乎瞬間發生的二疊紀末期大滅絕，也延續了數萬年。一如既往，一切都是相對的：在極其漫長的地質時間尺度上，物種滅絕似乎是瞬間發生的，但從我們人類的短暫時間尺度來看，物種滅絕卻花費了很長時間。如果我們大膽地假設，在二疊紀末期滅絕事件結束之前，地球上物種的數量與今天相似（例如大約1000萬種），并且大約90%的物種在事件持續6萬年的時間內滅絕，就可以估計出二疊紀末期的物種滅絕速率為每年150個物種。值得注意的 是，這僅僅是上面計算出的自然背景滅絕速率的7.5倍。從這個角度來看，即使是像二疊紀末期那樣的全面爆發的大規模滅絕事件，在人類的時間尺度上也很難被發現。與此形成對比的是，目前的物種滅絕速率是自然背景滅絕速率的1000~1 萬倍（如果我們只考慮脊椎動物，約是100倍）。這一速率完全超過我們對二疊紀末期事件的粗略估計值，即使我們將這個值估錯了10倍，目前的滅絕速率仍然更高！這一點的重要性不容小覷。我們要感謝科研人員，因為他們發現一場大規模的物種滅絕正悄悄逼近，他們給出的結論為我們爭取了采取行動的時間。

現代滅絕速率異常之高，這一確鑿數據明確駁斥了“這只是自然波動”的常見說法。這種說法似乎源于好萊塢式想象，認為大規模滅絕應該是一夜之間讓整個世界變得死寂和荒蕪。如果我們轉而接受事情是漸進發生的，并且認為我們正處于第六次大滅絕事件的邊緣，我們應該擔心嗎？它會影響人類嗎？誰也說不準， 但地質數據確實提供了一些視角。

首先，我們需要承認，我們對環境的影響不僅僅局限于人為造成的快速且巨大的外源碳排放，還包括廣泛的污染和富營養化，以及森林砍伐、大規模單一作物種植、過度捕撈、河流改道、在諸多敏感環境中進行的工業化和建設活動導致的生態系統嚴重的物理性退化。這種對地球所有主要環境（海洋、淡水、陸地和大氣）同時發起的多方面沖擊，在地球歷史上前所未有。現代極高的滅絕速率表明，世界各地的生態系統都在因此而崩潰——而且，至關重要的是，這些生態系統的崩潰并非發生“在未來的某個時候”，而是已經系統性地出現了。因此，談論一場即將發生的大規模物種滅絕確實并非夸張，也不是危言聳聽，這場滅絕或許已經開始。鑒于我們對自然的影響具有高度復雜性且速度快、幅度大，將我們可能面對的未來與我們所知最嚴重的自然大規模滅絕事件（二疊紀末期大滅絕）做比較，也是合理的。

其次，我們應該記住，人類并不是可以在不同極端環境中生存的原核生物。相反，我們是復雜的真核生物，我們的存在依賴于由其他復雜的真核生物組成的錯綜復雜的食物網。因此，如果我們允許世界重蹈二疊紀末期的覆轍，那么我們即便存活下來，也不會有好結果。地球將繼續存在，一般意義上的生命很可能會延續下去，但大規模物種滅絕的生態“重置”很可能會消滅幾乎所有的生物，唯有那些結構更簡單、更適應極端環境的生命形式可以幸免。

當然，沒有人可以準確預言這一點，因為滅絕背后的過程涉及許多偶然因素，并且人類的創造性也是不可預測的。然而，我的觀點是，為了保險起見，我們應該聆聽大自然過往經歷所發出的警示。

（本文節選自《海的呼吸：碳循環與氣候演變的海洋史》第8章“未來的海洋和氣候”，標題和配圖為編者所加）

書名：海的呼吸：碳循環與氣候演變的海洋史

?♂? 作者：[荷蘭]埃爾科·J.羅林

翻譯：祝葉華

內容簡介

我們居住在一顆藍色星球之上，其中70 %以上的面積被海洋覆蓋。我們常說熱愛大海，卻鮮少追問：在這片蔚藍之下，在億萬年的時間里，有著怎樣的歷史？

其實，科學家早已揭開海洋的諸多秘密：自44億年前誕生以來，它不僅是生命最初的誕生之地，更是地球氣候系統的調節器、全球最大的碳儲存庫。從冰封萬里的雪球地球，到二疊紀末的生物大滅絕；從盤古超大陸的分裂漂移，到如今全球變暖的嚴峻挑戰——《海的呼吸》將海洋演化過程中的重大事件娓娓道來，帶我們穿越億萬年時光，見證海洋與氣候、地球、生命的深深羈絆。

更重要的是，我們將在書中了解到：海洋的溫度變化與碳循環的關系，早已悄悄決定了人類的命運。正是海洋對大氣中碳的吸收、對各種能量的轉化，才造就了地球穩定的氣候，并孕育出生命的奇跡。埃爾科·J.羅林提醒我們，海洋看似廣闊無垠、取之不盡，實則脆弱不堪。近500年來，人類無休止的資源掠奪和無所顧憚的碳排放，正在將海洋推向崩潰的邊緣，若我們無視歷史，則終將面臨無可挽回的絕境。