在近5.5億年曆史中，地球已經歷過5次物種大滅絕事件，每次都會造成整科、整目甚至整綱生物短時間內從地球上集群性消失。而現在，由於人類活動導致的植物生存環境破壞、自然資源過度開發以及污染和氣候變化，物種正以比過去快千倍的速度滅絕，專家們預言稱，人類正在迎來第六次物種大滅絕。

研究發現，每次大滅絕事件都與大氣層和海洋內正常碳循環被徹底顛覆有關，這些每隔幾千到幾百萬年發生的碳巨變，導致全球範圍內的海洋物種徹底出局。但第六次大滅絕事件具體何時發生，科學家們一直沒有答案，主要原因是一直未在遠古時期大規模碳異常與近百年碳變化之間找到關聯點。

近日，答案似乎已經浮出水面——2100年。美國麻省理工學院地球、大氣與行星科學系教授丹尼爾·羅斯曼通過數學公式，對包括5次大規模滅絕事件在內的5.5億年間碳循環的重大變化進行了計算分析，確定了“災難臨界值”。他將這一數值與政府間氣候變化專門委員會（IPCC）報告提供的預測值對照後發現，2100年海洋碳總量將接近或遠超過該臨界值，從而導致第六次大規模物種滅絕。

“災難臨界值”浮出水面

羅斯曼之前曾研究過史上最嚴重的一次大滅絕——二疊紀末期生物大滅絕，結果發現，當時95%以上海洋物種的滅絕與地球系統碳量的巨大波動強相關。從那時起,他決定對第六次生物大滅絕的可能性展開深入研究。

羅斯曼提出兩個臨界點，一旦跨越其中一個，大規模物種滅絕就會發生。針對歷史大滅絕事件中跨越數千到數百萬年的長時間跨度，可用碳循環變化速率為參考臨界值，如果這個速度快到地球生態系統無法適應，物種就會大面積滅絕。而對於現今較短時間跨度內，碳循環的變化速度將不再重要，變化幅度才是決定物種滅絕事件可能性的重要參數。

最終，他基於物理學基本原理推導出了一個簡單數學公式，將碳變化的臨界速率和臨界幅度與時間尺度聯繫起來，並假設，這個公式能預測大規模物種滅絕或其他全球性災難。

從歷史科研數據中找答案

為驗證數學公式是否能經受住歷史事件考驗，羅斯曼查閱了數百份公開發表的地球化學研究論文，從中找出了過去5.42億年間與碳循環巨變有關的31次災難性事件。在這些論文中，針對這31次災難和5次大規模滅絕事件，地球化學研究人員用碳-12和碳-13兩種同位素的相對豐度記錄了期間的碳量變化。通過數學轉換，羅斯曼將這些相對豐度換算成海洋碳增加量，最後繪製出了海洋碳增量和時間跨度之間的關係曲線圖。

羅斯曼發現，曲線圖有一個臨界值，31個事件中大多數都在臨界值以下，說明這些事件雖然涉及到碳的顯著變化，但相對而言變化量較低，不足以破壞地球系統走向物種大滅絕。相比之下，5次大滅絕事件中，有4次碳變量超過臨界值；而最嚴重的二疊紀大滅絕超出臨界值最多。

2100年，碳循環或進入不穩定邊界

羅斯曼用公式計算出，當今海洋碳增量的臨界值約是3100億噸，而且，他通過比較發現，這個值接近IPCC對2100年的預測值。IPCC最新發布的預測報告稱，到2100年，人類在海洋中增加的總碳量，最低3000億噸；如果不採取有力措施，最高可達5000億噸，遠超3100億噸的臨界閾值。

這是否意味著在世紀轉折之際的2100年，人類將迎來第六次大規模物種滅絕？羅斯曼表示：“如果不通過政策和技術等手段對二氧化碳排放嚴加控制，碳循環將進入一個不穩定邊界，並會以一種難以預測的方式運行。而歷史告訴我們，這種行為通常與大規模滅絕相關。” 

2100年，世界可能會進入“未知領域”。

來源：科技日報