古叶化石揭示极端暖化下气候系统或将进入“极端常态化”状态

一项由犹他大学（University of Utah）和科罗拉多矿业学院（Colorado School of Mines）主导的新研究，通过分析数千万年前的古气候数据，对当前全球变暖趋势下的未来降水模式提出了严峻警示。研究发现，在极端暖化时期，降水模式并非简单地“湿者愈湿、干者愈干”，而是变得高度不可预测且极端化，这种状态可能长期持续。

研究方法与核心发现 研究人员聚焦于古近纪早期（距今6600万至4780万年），这是地球历史上最温暖的时期之一，其顶峰是约5600万年前的“古新世-始新世极热事件”（PETM）。当时大气二氧化碳浓度估计在1600-1800 ppm之间，全球平均气温比现今高出18-20摄氏度。

研究团队通过分析全球各地的古植物化石（如叶片化石）、古土壤化学特征、河流沉积物形态及岩石中的粘土矿物成分等“替代指标”，重建了当时的降水分布。

关键发现包括：

1. 规则被打破：传统认为暖化会使湿润地区更湿、干旱地区更干。但古近纪数据显示，即使远离极地、本应温暖湿润的地区也常变得更干旱。原因并非年降水量减少，而是降水变得不可预测，被漫长的干旱期打断。
2. 极端与长期性：不规则的降水模式和极端分布并非仅出现在PETM顶峰时期，而是在此之前数百万年就已开始，并在PETM事件结束后持续了约700万年。这表明一旦地球气候系统跨越某些阈值，降水分布会发生显著且长期的改变。
3. 不均勻转变：变暖对地球的影响并不均勻。极地地区出现了显著更湿润、类似季风的气候，推翻了“极地寒冷地区即使变暖也必然干旱”的观点。同时，中低纬度大陆内部地区则出现显著干旱，但这些干旱条件又被强烈的极端降雨事件打断。

对生态系统与人类社会的启示 该研究的合著者、大气科学教授托马斯·赖希勒（Thomas Reichler）指出，理论预期变暖会加剧已多雨地区的降雨，但古近纪的证据表明，均衡的天气被更为极端的模式所取代。

研究强调，对生态系统和农业而言，降水的“时机”与“总量”同等甚至更为关键。古近纪的干旱常由雨季缩短、旱季延长导致，降雨变得不规则，可能长期缺席后又以猛烈暴雨形式回归。这种不可靠性对依赖可预测性的动植物和整个生态系统极具破坏性。

对未来气候的警示 古近纪的极端暖化期作为一个“历史类比”，预示了未来气候变化的潜在最坏情景。研究表明，当行星剧烈变暖时，降雨不再遵循惯常模式，变异性增加，可靠性下降。即使是过去看似降水有保障的地区也可能面临困境。

极端全球变暖可能将气候系统推入一种新的状态，其中“极端事件将成为常态”。这一认识对理解未来的生态系统、洪水、干旱及水资源管理至关重要。地质过去的数据为预测水文气候的意外变化、以及这些变化将如何深刻影响生态条件、水资源管理和农业提供了无价的指南。