当前气候变化的根本原因是我们在极短的时间（~100年）内释放了地球过去几十亿年演化过程中封存的碳，从而直接影响了地球的气候状态，推动地球宜居性的改变。
——那些认为气候变化不足为虑的人，没有考虑到这一层
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地球宜居余额告急：地球板块一年挪4厘米没感觉，人类100年却让CO2爆表
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地球系统演变的快与慢
最近，东方卫视《锚点》节目播出了袁岚峰与李曙光院士的对谈，探讨了地球的宜居性问题，李曙光院士是著名的地球化学家，也是我的陕西咸阳老乡，今年已经84岁，这么大年龄还在一线指导学生进行科研工作，思索一些“上穷碧落下黄泉”的地球几十亿年演化的问题，真是让人敬佩。
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关于地球演化与目前的气候变化，李先生很明确地给出了快与慢的对比，“板块俯冲一年四个厘米，这就是一个很明显的俯冲了。但是一年四个厘米放在我们人这里，感觉不到”，板块俯冲和碰撞挤压当然会引起青藏高原崛起以及环太平洋频繁的地震和火山等，但是李先生的判断是“感觉不到”，即在我们人生命的时间尺度上，对气候没有明显的影响，甚至在人类文明的尺度上，对地球气候也没有明显的影响。
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宜居星球与盖亚
关于宜居地球，上世纪70年代，英国大气学家詹姆斯·洛夫洛克（James Lovelock）提出盖亚假说（Gaia hypothesis），认为地球表面的生物圈与大气、海洋、岩石等非生命环境相互作用，通过负反馈机制自我调节温度、化学成分等关键参数，使行星长期维持在宜居（温度大体稳定，适宜生命存续）的稳态，地球像是“超级有机体”一样，自我调整最终实现长期宜居。
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盖亚（Gaia）是希腊神话中的原始神祇，被视为“大地之母”，几乎孕育出了希腊神话中所有的早期神族。1979年，詹姆斯·洛夫洛克写道：“如果盖亚确实存在，那么我们可能会发现自己和所有其他生物一起，都是一个庞大生命的一部分和伙伴，这个生命整体上有能力维持我们的星球，使其成为适合生命的舒适栖息地。”用这样的神话人物来暗示地球可以“有目的性”地自我调节，这意味着当今的生物能够自动构思出一个使气候宜居的计划，并开始付诸行动，这在70年代引发激烈争论，不过这不是盖亚假说的真正内涵，其生物与环境相互作用的观点才是核心，在过去半个世纪，这一核心观点已逐渐被科学界所吸收。
在漫长的历史中，地球经历的最重要的变化是太阳亮度的变化，地球初生时太阳亮度仅为如今的70%，按照这样的太阳辐照度，地球本应是不宜居的星球，温度应该非常低。但在地球漫长的46亿年历史中，地球的温度基本保持稳定，虽然有波动，但总体上仍处于宜居状态，这就是著名的“黯淡太阳悖论”。
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在地球46亿年历史中，大气中CO2浓度持续降低，抵消了太阳亮度增强的影响
让地球在初生就保持宜居的最主要原因是早期地球大气中二氧化碳浓度非常高。目前，大气中的二氧化碳浓度大约是0.04%（2025年11月24日夏威夷Mauna Loa观测站CO2浓度为425.82ppm）。而在地球历史的早期，大气中的二氧化碳浓度超过10%，大约是现在的近千倍。由于当时有如此高浓度的温室气体，导致温室效应极其强，所以即使地球早期的太阳亮度没有现在强，依然能够保持宜居状态，甚至温度很可能比现在还要高。
经过46亿年，太阳的亮度已经增加了约30%。按理说，地球的温度应该远比早期高得多，但实际上由于大气中的二氧化碳浓度降低了，温室效应大大减弱，地球的气候状态总体保持稳定。
这就带来一个很直接的问题是：原来那么多的二氧化碳都去了哪里？
盖亚封存了几十亿年的碳
碳的去处非常明确。在地球46亿年的漫长历史中，通过岩石的风化过程，尤其是长石等硅酸盐矿物质水解，不断消耗大气中的二氧化碳，最终形成石灰岩，同时植物和微生物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，这些植物和微生物被大量深埋于在地层中，最终形成了煤和石油等化石燃料资源。这种对二氧化碳的吸收已经进行了漫长的时间，最古老的石灰岩超过35亿年，煤主要形成于石炭纪（约3.6–2.9亿年前），另外，岩石风化后与生物相互作用形成土壤，大量的碳被吸收并储存在森林和土壤中。
正是因为这些过程导致大气中的碳量大幅度减少，二氧化碳浓度大幅度降低，才抵消了太阳亮度增加带来的影响，使地球气候保持了长期稳定，一直处于宜居状态。
一朝抹去几十亿年
这些储存在石灰岩和化石燃料中的碳是稳定的，因为这些岩石大多数都位于地下。然而，在过去的100年里，随着人类现代文明的快速发展，我们开始打破这一稳定。人类活动大量燃烧煤、石油和天然气。这些碳资源都是在过去几亿年里被地球吸收和封存的，尤其是煤的形成，主要发生在石炭纪，已经在地层中稳定存在了约1-3亿年，而我们一把火分分钟就把碳释放出来。
另外，人类还大量制造水泥。制造水泥的过程是将石灰岩和黏土石膏等一起经过锻烧，过程中会大量排放二氧化碳，这些碳原本是地球用了数十亿年封存在地层中的。因此，当前气候变化的根本原因是我们在极短的时间（~100年）内释放了地球过去几十亿年演化过程中封存的碳，从而直接影响了地球的气候状态，推动地球宜居性的改变。
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过去1万年期间，大气中CO2保持稳定，在过去100年里却陡然增加
地球南北两极的冰芯里封存着无数的小气泡，提供了最精确的大气二氧化碳浓度演变的真实历史。在目前冰芯资料提供的80万年历史里，大气二氧化碳浓度一直在170~300ppm之间波动变化，而在过去100多年里，这一数值突然飙升，突破之前的上限，一直到今天的420ppm以上，增加速度超过了正常自然过程的数百-数万倍以上，可称得上是“当今一日，史上数年”。
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过去80万年期间，大气中CO2浓度虽然有所波动，但是一直在有限范围内，而在过去100年，这一状况彻底改变。
如果我们把过去80万年的二氧化碳序列画在一张80米长的纸上，前79.99米基本波澜不惊平淡无奇，而最后1厘米，二氧化碳序列走向陡然升起，从280ppm上升到420ppm以上，并且还在持续加速中。
超越史上极端过程PETM事件
我们可以将地球历史上已知的最极端的一次增暖过程与现在进行比较——发生在大约5600万年前著名的PETM事件（古新世-始新世极热事件）。在这次事件中，全球温度骤然飙高约7℃，升温过程持续了大约3000到2万年，之后又花了数十万年的时间才恢复过来。以目前的了解，这次升温和北大西洋海底扩张有关，当时北大西洋火成岩区（NAIP）发生大规模玄武质火山喷发，大量深层碳被释放出来，同时升温导致海底天然气水合物失稳，排放大量甲烷。但是即使是如此极端的变化，碳释放的速度大约是每年增加0.04到0.4 ppm。远小于目前人类排放导致CO2浓度的增加速度，在过去20年，大气CO2浓度每年增加约2ppm，最近两年超过3ppm（2023年增加3.36ppm，2024年增加3.33ppm），这是我们已知地球历史上最快的增长速度，比极端的PETM事件中还高1到2个数量级。
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6000万年以来的全球温度走势，图中给出了PETM事件（古新世-始新世极热事件）和目前全球变暖的对比。
史无前例的气候乱纪元时代
除了化石燃料燃烧和煅烧石灰岩释放大量的二氧化碳，土壤和森林的破坏速度也非常快。在过去至少数万年里，地球上覆盖着广袤的森林和草原，但在过去100年里，人类广泛开发，陆地表面50%的区域已经被人类开发，大规模的森林发生了永久性的变化，大量草原和湿地消失。在这一过程中，也有大量碳被重新释放到大气中，改变了过去长时间以来的生态平衡。
回看地球历史过去几十亿年的变化，我们不得不感慨，目前的变化速度太快了，过去100年正在抹去地球历史上数十亿年的演化成果，改变地球演化的方向，把人类带入到未知的未来。从以前的“感觉不到”到目前完全感觉得到，这是彻底的改变，意味着新时代的到来，这个时代有人称其为“人类世”，我愿意称其为“气候乱纪元”时代。“气候乱纪元”彻底逆转了地球数十亿年的自然演化，不仅带来全球温度持续飙升，而且带来更多更强的极端天气。根据联合国防灾减灾署发布的《灾害造成的人类损失 2000-2019》报告，21世纪的前20年，与20世纪的最后20年相比，气候灾害大幅度增加，高温事件增加了232%，洪涝事件增加了134%，风暴事件增加了97%，山火事件增加了46%，干旱事件增加了29%。
2025年7月底，北京密云区遭遇极端暴雨过程，局地最大降水量为573.5毫米（郎房峪，达到北京一年的降水量），并连续两次出现3小时累计降雨量超过180毫米极端情况，为1960年以来当地7月同期最强降雨。根据北京市7月31日新闻发布会，17个镇162个村受灾，房屋受损3.1万余间，车辆受损6994辆，10条公路累计756公里受损，桥梁受损242座。全区约11.3万群众受灾，因灾死亡37人，其中包括太师屯镇养老照料中心31位老人，全区共转移20个镇街205个村1.6万余人。
气候乱纪元时代，这样的灾害正变得更多更强，每一场灾害相当于一场对手毫无底线无差别的“灭国之战”，这才是气候乱纪元时代最紧迫的事情。
参考材料
http://t.cn/A6F5ghP5
http://t.cn/AXLRs7HR
IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press.
Earle, S., 2021: A Brief History of the Earth's Climate: Everyone's Guide to the Science of Climate Change. New Society Publishers,
Lovelock, J. E. and L. Margulis, 1974: Atmospheric homeostasis by and for the biosphere: the Gaia hypothesis. Tellus, 26, 2-10.
UNDRR (2020). Human Cost of Disasters. An Overview of the last 20 years: 2000–2019. CRED, UNDRR, Geneva. 609: 28.
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