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2023-10-03 16:24

哺乳动物的时代将如何结束

Sand dunes in the Sahara Desert.

在过去的5亿年里,我们的星球总共经历了五次大灭绝。其中之一——二叠纪-三叠纪大灭绝事件——导致了地球上大约90%的物种灭绝。

这些事件大多与超大陆的形成相吻合,在那里地球的构造板块慢慢地聚集在一起并结合在一起。

科学家预测,地球上的大陆将在2.5亿年后再次合并,形成一个名为“终极盘古大陆”的超级大陆。它将以赤道为中心,天气将很热。根据我与来自美国利兹大学和西北大学的几位同事进行的一项新研究,对大多数哺乳动物来说,终极盘古大陆的环境太不适宜生存。

这个超级大陆的形成将推动更多的火山活动,一个更老的太阳将向地球发射更多的辐射。这将导致极热的地表温度,将非洲大陆的大部分地区变成一片巨大而炎热的沙漠,让人想起科幻史诗《沙丘》中的沙漠行星阿拉基斯。

在一年中最热的几个月里,大部分超大陆的温度可能超过40℃,许多地区的温度超过50℃。

An animation showing the projected mo<em></em>nthly surface temperature average on Pangea Ultima.

天气会变热

目前,哺乳动物能够在地球表面大约三分之二的地方生存。然而,在不改变其他因素的情况下重新排列大陆后,我们的模型显示,年平均陆地温度将从工业化前的平均水平(约5℃)上升到约24℃。这一变化将使地球上的可居住面积减少到54%。

气温上升的主要原因是盘古大陆的位置,它将以赤道为中心。然而,各种其他因素,如陆地海拔的差异(地势越高越冷)、冰盖的消失以及植被模式和丰度的变化也会导致这种变暖。

我们的估计还表明,当盘古大陆最终形成时,太阳将比现在亮2.5%。太阳强度的增加会进一步将地球上的平均陆地温度提高到25℃左右,只剩下四分之一的地球表面适合居住。

一个不确定因素在于盘古大陆形成时的大气二氧化碳水平。我们的模型表明,二氧化碳浓度可能达到大约613 ppm(百万分之一),而今天的典型背景水平约为420ppm。二氧化碳水平的升高将导致地表平均温度在30℃至35℃之间,进一步将地球的可居住性降低8%至16%。

如果我们考虑每日最高气温和极端天气事件,那么一些地区的气温可能会超过60℃。

A map showing the mean surface temperature on Pangea Ultima of the warmest month.

不适合生存的环境

自恐龙时代以来,哺乳动物成功的关键在于它们的适应性。他们有能力调节自己的体温,而不管外界环境的变化。

例如,人类在炎热的天气里通过出汗来降温,而狗则依靠喘气来散热。大象通过它们的大耳朵散发热量。

然而,当周围的空气温度高于皮肤温度时,身体就很难散热,从而导致过热。长时间暴露在这样的环境中会导致中暑,可能导致大脑等关键器官肿胀。

哺乳动物只能忍受特定的温度范围。当干球温度(用标准温度计测量)超过40℃,或湿球温度超过35℃(受高湿度影响的下限)时,情况就变得危险。最近的研究甚至表明,人类和大多数哺乳动物的湿球温度极限可能低至31.5℃。暴露在这样的温度下仅仅6个小时,即使是在阴凉处,潮湿的时候,用风扇,也可能导致死亡。

一些哺乳动物的体温阈值甚至更低。例如,北美驼鹿的临界湿球温度阈值在平静条件下为17℃,在刮风条件下为24℃。

哺乳动物有机会吗?

哺乳动物过去也经历过温暖时期,比如大约5000万年前的古新世-始新世极热期(PETM),当时地球表面温度上升了约5℃。但是对于盘古大陆的形成,有一些重要的差异需要考虑。

首先,新第三纪新第三纪相对短暂,持续了大约10万年。在此之后,温度逐渐下降到更适合居住的水平。相比之下,据预测,终极盘古大陆在分裂之前将持续数千万年或更长时间。

第二,在始新世新世时期,大陆的位置使哺乳动物更容易向靠近两极的较冷地区移动,以躲避极端的高温。在终极盘古大陆,地球的大部分将集中在热带地区,广阔的无法通行的沙漠覆盖了超级大陆的大部分地区。这将使哺乳动物长途跋涉寻找更凉爽的地区变得具有挑战性。

地壳构造在塑造地球上生命的进化过程中发挥着重要作用,并将继续发挥作用。如果哺乳动物真的灭绝了,哪种生命形式会成为主宰,谁也说不准。然而,哺乳动物将有一个很好的运行。

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