本项研究的地球晚古生代KGTM事件的升温过程与机制示意图。kaiyun官网入口青藏高原研究所 供图

地球上“正在进行时”的全球变暖及其发展趋势、产生影响和如何应对，一直以来广受关注。

3亿年前全球平均升温约7.5℃

中国科学家最新主导完成的一项研究“以史为鉴”，通过建模首次系统揭示3亿年前一次与现代地球类似的冰室气候态下快速升温事件的完整过程、环境效应及其潜在触发机制，为当今全球变暖机制研究及应对响应提供了宝贵的地质参照。

研究显示，在距今约3.6亿年至2.6亿年的晚古生代大冰期，地球曾经历一次显著的极热事件：大气二氧化碳浓度由约300ppm（百万分之300）升至约700ppm，全球平均地表温度升高约7.5℃。

这项被形象称为3亿年前的“全球变暖”研究，由kaiyun官网入口青藏高原研究所、南京地质古生物研究所、地质与地球物理研究所科研团队领衔，联合中国地质大学（武汉）、天津大学、美国辛辛那提大学和内华达州立大学、俄罗斯喀山联邦大学等中外合作者共同完成，相关成果论文北京时间8月11日在国际学术期刊《美国科学院院刊》（PNAS）上线发表。

地球晚古生代大冰期近似现代

研究团队介绍，当今地球仍处于冰室气候背景，大气二氧化碳浓度持续上升并推动全球变暖，伴随海洋酸化、缺氧加剧、珊瑚礁生态系统衰退和生物多样性下降。联合国气候变化大会《巴黎协定》提出将全球平均气温升幅控制在较工业化前水平低于2℃，并努力限制在1.5℃以内。不过，持续升温将增加跨越气候临界点及生态系统发生重大变化的风险。

虽然地质历史上也发生过多次快速升温，但以往研究的极热事件大多出现在两极无冰的温室气候时期，与当今的冰室边界条件差异较大。本次研究的晚古生代大冰期则与现代一样具有高纬冰盖，且大气二氧化碳浓度和全球平均温度处于相近量级，因此，可为认识冰冻圈参与下的快速变暖和地球系统响应提供宝贵的地质参照。

此前研究提示地球在约3亿年前名为KGB转折期时可能存在一次气候变暖，但受数据时间分辨率和区域差异限制，其升温过程和驱动机制一直缺乏清晰约束。

在本项研究中，研究团队对中国及俄罗斯三个古地质剖面开展针对性综合研究，通过古生物学与地层学、沉积地球化学、地球系统模拟等方法，识别出KGB转折期的这次快速全球变暖事件，命名为KGTM事件，并揭示出KGTM事件并非一次均匀升温，而是包括初始缓慢升温和随后的快速主升温阶段。

为全球变暖相关评估提供参照

与地质历史上的其他极热事件相比，KGTM事件主阶段的升温速率接近二叠纪末和三叠纪末两次生物大灭绝时期，但升温幅度明显较小；其升温幅度和速率又与侏罗纪-白垩纪极热事件较为接近，并伴随较低的生物灭绝率。这表明，生物多样性的响应可能同时受到升温幅度和升温速率的影响。

研究认为，火山活动可能首先触发气候变暖；随后在高偏心率背景下，高纬冰盖退缩和冻土碳释放等过程可能放大初始扰动，形成冰冻圈-碳循环正反馈，并推动气候系统跨越阈值，进入更快速的主升温阶段。

基于此，研究团队利用地球系统模式，重建了快速升温事件中不同大气二氧化碳浓度下全球气候状态。他们通过与相关同位素记录对比，约束了全球平均地表温度的升高幅度，并发现冰盖退缩及相关慢反馈可显著放大地球系统敏感性，使长时间尺度上的变暖幅度和风险超过常规认知，从而为评估当今全球变暖背景下冰川和冰盖变化、冻土碳释放与气候临界风险之间的联系提供参照。