5600万年前地球变暖后,植物停止了繁荣
大约5600万年前,地球突然变得更热了。大约在5000年间,大气中的碳含量急剧增加,全球气温也随之上升被击升了约6°C。.
正如我们在新中所示研究发表于自然传播其中一个后果是世界上许多植物无法再茁壮成长。
因此,他们从大气中吸收的碳减少了,这可能促成了这次史前行星热浪的另一个有趣现象:它持续了超过10万年。
如今,地球变暖速度约是5600万年前的十倍,这可能使现代植物更难适应。
倒带5600万年
植物可以通过一种称为碳封存的过程来帮助调节气候。这包括通过光合作用从大气中捕获二氧化碳,并将其储存在叶子、木材和根部中。
然而,突发的全球变暖可能会暂时影响这一调节功能。
研究地球植被如何应对约5600万年前的快速全球变暖事件——正式名称为古新世-始新世热极大期(PETM)——并不容易。
为此,我们开发了一个模拟植物进化、扩散和碳循环的计算机模型。我们将模型输出与三个地点的化石花粉和植物性状数据进行比较,重建了变暖期间植被的变化,如高度、叶片质量和落叶性。
这三个地点包括美国的大角盆地、北海和北极圈。
我们将研究重点放在化石花粉上,因为它具有许多独特的特性。
首先,花粉大量产生。其次,它通过空气流和水流广泛传播。第三,它拥有耐腐朽的韧性结构,使其在古代地质构造中得以良好保存。
植被的变化
在中纬度地区,包括位于落基山北部的比格霍恩盆地——一个深而宽的山谷——证据表明植被调节气候的能力较弱。
花粉数据显示,植物正向棕榈和蕨类等较小植物转变。随着落叶树的衰退,叶面积(叶片密度和厚度的衡量标准)也增加了。化石土壤表明土壤有机碳含量降低。
数据表明,包括棕榈在内的较小耐旱植物在景观中茁壮成长,因为它们能够跟上变暖的步伐。然而,它们与生物量和土壤中碳储存能力的降低有关。
相比之下,高纬度北极地点在变暖后植被高度和生物量均有所增加。花粉数据显示针叶林已被阔叶沼泽类群取代,且一些亚热带植物如棕榈的持续存在。
模型和数据表明,高纬度地区在较暖气候下可以适应甚至提高生产力(即捕获和储存二氧化碳)。
未来的一瞥
PETM期间的植被破坏可能使陆地碳封存减少了7万至10万年,原因是植被和土壤捕获和储存碳的能力降低。
我们的研究表明,能够调节气候的植被需要较长时间才能重新生长,这也延长了变暖事件的持续时间。
全球变暖超过4°C,超过了中纬度植被在PETM期间的适应能力。人为变暖的速度是人类的十倍,进一步限制了适应的时间。
5600万年前地球发生的事情凸显了理解生物系统应对快速气候变化和保持高效碳封存能力的必要性。



















