科学家在地球碳循环中发现了一种隐藏的反馈机制，该机制或可解释过往冰河时代的成因，并揭示全球变暖最终如何导致极端降温。

加州大学河滨分校的科学家们发现，此前关于地球碳循环方式的解释中缺失了一个关键要素。他们的研究结果表明，全球变暖最终可能会朝着相反的方向发展，使地球进入冰河时代。

几十年来，科学家们一直认为，地球的气候是由一种缓慢却可靠的过程——岩石风化作用来维持平衡的。

在此过程中，雨水从大气中吸收二氧化碳，并与陆地上的裸露岩石（尤其是花岗岩等硅酸盐岩石）发生反应，逐渐将其溶解。随后，雨水将捕获的二氧化碳及溶解的矿物质带入海洋。在那里，碳与钙结合，形成贝壳和石灰岩礁，将碳封存于海底长达数百万年之久。

加州大学河滨分校地质学家、该论文（发表于《科学》杂志）的合著者安迪·里奇韦尔表示：“随着地球温度升高，岩石风化速度加快，吸收更多二氧化碳，进而使地球温度再次回落。”

然而，地质记录显示，某些远古冰川期极为严酷，几乎令整个地球陷入冰封。研究人员指出，如此极端的现象，仅凭一个简单的自我调节系统是无法解释的。

缺失的环节涉及碳在海洋中的沉积过程。当大气中二氧化碳浓度攀升、全球气温随之升高时，增多的降水会将更多磷等营养物质带入海洋。这些养分促进了浮游生物的繁衍，它们通过光合作用吸收二氧化碳。待浮游生物死亡后，其残骸沉入海底，将碳元素一并携带，从而改变了地球的长期气候平衡。

失控的冷却反馈

然而，在藻类活动更为频繁的温暖世界里，海洋会逐渐缺氧，导致磷元素得以循环利用而非被掩埋于海底。这一过程形成了一个反馈循环：水体中营养物质增多，促使浮游生物大量繁殖，其死亡分解进一步消耗氧气，进而又促使更多营养物质被循环利用。与此同时，大量碳元素被埋藏于海底，地球因此逐渐降温。

该系统并非温和地稳定气候，反而会矫枉过正，使地球温度远低于初始水平。在研究的计算机模型中，这种情况可能引发冰河时代。

里奇韦尔将这一切比作恒温器为了给房屋降温而超负荷运转。

里奇韦尔说：“夏季，你会将恒温器设定在 78 华氏度左右。白天，当室外气温上升时，空调会清除室内多余的热量，直到室温降至 78 华氏度时停止工作。”

地球温控器反应过度之时

按照他的类比，地球的“温控器”并未失灵，但里奇韦尔指出，它或许并不与空调设备同处一室，故而效能参差不齐。

研究发现，地质历史时期大气中较低的含氧量使得气候调节机制极不稳定，进而引发了远古时期的极端冰河期。

如今，随着人类向大气中排放更多二氧化碳，地球短期内将持续变暖。作者构建的模型预测，地球将出现降温超调现象。不过，由于当下大气中的氧气含量高于远古时期，这在一定程度上抑制了营养反馈机制，因此下一次降温超调的幅度可能会较为温和。

“这就好比将温控器更靠近空调设备放置，”里奇韦尔补充道。不过，这或许足以促使下一个冰河期的提前到来。

里奇韦尔疑惑道：“归根结底，若下一次冰河时代的开启是在5万、10万，抑或是20万年之后，这真的有那么重要吗？”“我们现在需要集中精力遏制当前的气候变暖。地球终将降温，无论其过程多么曲折，但降温速度都不足以解我们这一代人之危。”

参考文献：《地球气候地质调控的不稳定性》，作者：多米尼克·许尔塞（Dominik Hülse）与安迪·里奇韦尔（Andy Ridgwell），发表于2025年9月25日《科学》杂志。 DOI：10.1126/science.adh7730