一亩二分地

距今约五千五百万年前,突然爆发了一次比较严重的全球变暖事件—导致深海温度增加约5摄氏度,表层海水温度增加4～8摄氏度，深海氧气含量严重降低的古新世/始新世热极限(Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM) 。这次全球变暖(global warming)事件导致许多物种的消亡，最为突出的是30~40%深海有孔虫类的灭亡。

造成PETM的原因至今尚未有定论，比较流行的说法是由于火山爆发造成的温室气体(二氧化碳，甲烷）大释放引起的。最近，综合海洋钻探项目第302探险队（Integrated Ocean Drilling Program Expedition 302）的科学家们对从北冰洋中部挖出来的PETM时期沉积物进行了氢和碳同位素研究，对此提出了新的见解。

由于这批出土的沉积物完全不含有通常作为古气候学研究对象的初级碳酸盐，科学家们转而对其中富含的烃类及其衍生物进行了研究。这些烃类主要包括长链(n-C23 - n-C35)和以n-C17为主的短链烷烃。其中前者显示出奇数碳链分子远多于偶数碳链分子的特征，被认为主要源于高等植物所分泌的树脂，而后者则主要来源于藻类和能进行光合作用的细菌。

首先进行的是氢的稳定同位素研究，学者们认为这些烃里的氢同位素分布应当反映它的水源的氢同位素分布情况， 而他们的实验结果发现这批沉积物里的含氘量远大于现在的北冰洋地区的水，而且很接近现代中纬度的降水里的氘含量。虽然他们没明说，但看那意思应该是D2O比较不招人待见，容易下雨下掉，如果一团水汽长途跋涉一路降雨，它的氘含量会慢慢降低，而它沿路形成的降雨也因此会不断降低，假使按现在的温度分布，如果一团水汽从赤道一路走到北极，氘的含量应该所剩无几。那么为什么这些沉积物里的氘含量如此之高呢？由于没有任何其他佐证显示PETM时期其它海洋中的同位素含量有所变化，302科学家们提出的解释是当时从热带到北极的温差应该有所缩小，导致热带海洋中形成的飓风毫无窒碍一滴不拔的一路向北，最后满腔热水都洒在了北冰洋的土地上，海洋里。
接下来，302科学家们又对这些沉积物进行了碳稳定同位素的测算，发现无论是长链还是短链烃类中，都观察到明显的碳同位素负偏移(negative carbon isotope excursion), 反映了当时比较可观的有机气体的释放(这个具体原理我也没弄明白)。同时还发现来自于陆生植物的长链烃的负偏移比来自海洋生物的短链烃更加严重。过去曾有科学家提出这可能是由于陆生植物对热极限做出某种生理反应导致的，而302科学家们跟我算了半天糊涂账，说那个假设只在干旱的情况下成立，现在他们已经有证据显示当时的北极没准儿温暖湿润的赶上鱼米之乡了，之前的假说基本属于扯淡。然后他们提出一两个比较流行的解释这一负偏移之差的学说，又一一否定，最后终于给出了自己的解释–由于溶解度及pH的影响，海生动物的碳偏差不一定反映了当时大气中的碳同位素分布，还是陆生植物的数据比较可信，而根据陆生植物的碳偏差数值，当时的温室气体释放要比之前估计的严重得多。

Scorp按:这帮科学家挺会搞宣传，题目里放个”global warming”吸引眼球，逗着我屁颠儿屁颠儿的查了半天字典读完这老长一篇文章，最后竟然半点没提解决温室效应的方案。不过话又说回来，人费这么老大劲儿跑北极去取样又折腾这实验那实验，这模型那模型的，最后就为了告诉大家当年的按死无数物种的全球变暖事件，基本上很可能很大程度上就是由于温室气体造成的，咱也该以史为鉴，尽力减少自己排放的那一份儿吧？

资料取自2006年8月10日的nature, 索引图片来自《冰河世纪2》