正好4月份写过一篇类似的文章，正好拿来回答一下这个问题：
一、气候变化带来的挑战
最近200年来，人类以一个前所未有的速度开采利用煤炭和石油，并大规模砍伐森林，这让大量二氧化碳释放到地球大气中，二氧化碳的增加让地球正在面临一个快速的气温升高过程，这就是传说中的全球变暖。
很多人可能对于全球变暖的理解仅仅是海平面上升，极端天气增加这个层面，我在此对全球变暖的影响进行简要的说明。
首先，最直观的影响就是我们上面说的两条，海平面上升，极端天气增加。科学家们估计，当全球冰川全部融化，全球的海平面将会上升60-70米，后果就是目前大部分的人口密集区将会淹没在水下；而极端天气的增加相较于这一后果，则就真的只是个弟弟了。
其次，全球变暖可能会影响到全球的大气和大洋环流，这些环流多是由温差驱动，将温暖的空气或者是海水送到寒冷的地方，将冷的空气或是海水送到热的地方，这使得地球表面温度趋近于均衡，但是全球变暖可能破坏原有的环流，比如在电影《后天》中，就因为全球变暖造成冰盖融化，于是稀释了海水，这种被稀释的海水又进一步造成北大西洋热盐环流的中断，于是导致气候巨变，从大西洋沿岸的纽约，一直到太平洋沿岸的加利福利亚，整个美国全部被冰封。。所以，全球变暖可能会导致全球的气候发生剧烈变化，很多原本宜居的地方都不再宜居。
再次，全球变暖的速度过快，将很可能让生物们无法适应快速变化的环境，导致生物大灭绝，已经有科学家提出来，现在的生物灭绝速度已经很快了，如果持续下去，达到5次生物大灭绝的水平只需要240-540年，所以我们现在正在面对的很可能是第6次生物大灭绝。生物大灭绝后会怎样呢？举一个简单的例子，我们人类目前种植的多种蔬菜、水果（比如苹果、油菜）都需要蜜蜂的传粉，而现在全球都在面临蜜蜂大规模死亡的状态。
整个地球如同一个精密运行的系统，只要一点出了问题，其他我们很可能想都想不到的地方会随之停转，我们无法完全预知未来的发展，为了尽量对我们的未来做一个全面的了解，科学家们正在试图通过了解地球的过去来预测未来的发展。
二、深时古气候：以史为鉴
在高中的语文课外读物上，我记得有这么一句话“以古为鉴，可知兴替”，这句话的原本的意思是将历史上各个王朝的兴衰故事作为镜子，可以帮助帝王更好的治理国家。这句话放在气候变化的研究中也没毛病，我们要预测未来的情况，可以先看看在地质历史时期发生过的类似事件，从这些事件中我们也许能够得到有意义的参考。
只不过，在这里的历史是非常非常遥远的远古，遥远到我们极度难以探测，因此，我们将这种非常遥远的远古时期成为深时。就好像我们说遥远的太空为深空，说极深的海洋为深海一样，我们用深时来代指遥远的远古时代。从科学的定义上讲，深时古气候，实际上研究的是从地球形成以来一直到260万年前的第四纪早期，这四十多亿年的地球气候变迁历史。
那么，这么遥远的过去，我们靠什么研究它的气候变化呢？毕竟正儿八经的人类历史有文字或者是文物的记录，而远古的气候变化有什么东西能够记录呢？
岩石！地质学家们是一群研究地球演化历史和演化规律的人，在他们眼中地球上所有发生过的事件其实都已经被记录在了岩石之中，破解了岩石中的信息，我们就能读懂地球的故事。比如，黑色的有机质页岩往往指示了当时海洋中的缺氧环境，而红色沉积则往往代表海洋中的富氧环境（红色大多是铁元素被氧化造成）；岩石中的氧同位素含量差异，也会指示气古温度的差异；植物化石中的叶片气孔数，能够指示当时二氧化碳浓度，等等。
为了研究地球深时的古气候变化，全球的地质学家们联合起来进行了大规模的大陆和大洋科学钻探计划，这些科学钻探取回来的超长岩芯柱，就好像地球写下的一本书，不同深度的岩芯代表了不同年代的气候变化数据。（一般来讲，古老的岩石更深一些，年轻的岩石更浅一些）
三、冰室气候与温室气候
深时古气候的研究成果之一就是告诉我们，地球的温度并不是一直恒定的，而是在一个大范围内来回波动。那些比较热的时代中，两极都没有冰盖，海平面也比现在要高的气候，我们称之为温室气候；而如我们现在这样，在两极都覆盖有厚厚的冰层的气候，我们称之为冰室气候。
至少从5.4亿年前的寒武纪开始，地球绝大部分的时候都处于温室气候状态，那时候的温度比现在高很多，只有极少数（17%）的时候地球是处于冰室气候中的，而我们现在，就正处于冰室地球气候中。
这就是我们幸运的一点，我们可以从丰富的地球温室气候历史中获取对未来情况的答案。
四、未来会怎样？
研究深时古气候的一个重要手段就是大洋钻探，科学家们从ODP 690钻孔中识别出来一次存在于大约5600万年前的一次极热事件，这次事件被称为PETM事件，这次事件是一次发生在极短时间内的二氧化碳增加、气温快速上升的事件，这次事件总共持续的时间大约是12-15万年，在这期间经历了多次二氧化碳的释放和吸收过程，整个地球升温5-6℃，同时伴随有大规模的气候变化、生物灭绝、演替和迁徙现象（正是在此过程中哺乳动物迅速崛起起来），这一事件中释放出来的二氧化碳总量与预期中的人类过去与未来释放出来的二氧化碳的总量可以对比，因此这一事件能够作为未来变化的重要基础。
PETM事件的起源目前众说纷纭，不过有一种看法认为是事件之前不明原因的快速增温，使得海底的天然气水合物达到分解的阈值，导致甲烷快速释放（可能是在200年内），甲烷的释放以及快速氧化形成大量二氧化碳导致进一步快速增温。这一假说对我们的重要启示就是，如果我们如今不节制地排碳，全球增温会不会导致埋藏在海底的巨量天然气水合物分解释放出来？一旦释放，将会是彻底的浩劫。
PETM事件全球增温导致全球年平均降雨量得以增加，其中中高纬度地区变得潮湿温热，而赤道附近则变得尤为干旱燥热。如果我们现在的情况继续发展，则也可能出现这种情况。
PETM事件除了导致气候的变化之外，还导致了生态环境发生剧烈变化。
在陆地上最显眼的变化就是哺乳动物中新物种的“爆发”，这些物种包括奇蹄类、偶蹄类、啮齿类和灵长动物的快速演化，可以说，人类的出现、人类文明的发展都与这次事件关系密切（人类是灵长类，奇/偶蹄动物为人类文明的发展提供了畜力来源）。
在这些哺乳动物大发展的同时，还发生了一个普遍现象：个体矮化现象，据估计在这一事件中个体重量减少了50-60%。但是，这一影响对我们现在的启示可能不那么重要，因为动物的演化至少是在千年—万年尺度的，我们如今最直观的感受可能是生物的大灭绝，毕竟现在的环境变化太快了，许多生物会因为无法适应环境的快速变化而灭绝。至于快速演化出新物种或者是未来物种个体进一步减少，我实在是怀疑我们人类能不能看得到，毕竟我们人类文明的长度也就1万年，再过1万年会怎样？鬼知道。
PETM事件造成的另外一个影响就是海洋的酸化和海洋生物的大规模灭绝现象，其中最典型的就是珊瑚的大规模灭绝现象。作为对应的是，我们现在的海洋中，珊瑚也正在经历灭绝过程，目前全球大约三分之一的珊瑚已经面临灭绝，其中澳大利亚大堡礁珊瑚白化的新闻应该是最著名的，珊瑚作为25%的海洋物种的家园，珊瑚灭绝后会怎样结果不言而喻。
五、我们怎样应对？
PETM事件发生后，地球大约经历了15万年的时间来恢复到事件之前的水平。在这15万年间，地球上巨量的二氧化碳是怎么消失的呢？首先是二氧化碳的增加实质上造成了一种类似施肥的效应，让陆地上的植物和海洋中的藻类大规模繁殖，它们的光合作用消耗掉了大量的碳；其次是全球升温导致气候更加湿润，风化作用加强，岩石在风化过程中吸收掉了大量的二氧化碳。
这对于我们应对全球气候变化也许有一定的启示。首先自然是控制全球二氧化碳的排放，这一点《巴黎气候协定》之类的全球性合作行动正在持续，但是效果如何很存疑；其次就是增加生物固碳量了，减少砍伐，增加植被面积，增加海洋生物光合作用，但是说实话，我对于这一条也存疑，不是所有国家都能像我们中国这么团结且有执行力的；那么，可行的似乎是最后一条了，模拟岩石风化过程中的化学反应，通过化学反应固碳，这可能就是需要化学家们的考虑的问题了，我们人类最终的救世主可能是化工侠们？
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博物致知沈梦溪：全球气候变化下，未来的我们将会与山火共生，我们要如何才能应对？
来源：知乎 www.zhihu.com
作者：知乎用户（登录查看详情）
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延伸阅读：
空气中的二氧化碳浓度虽然在逐年增长，但是它的绝对值其实是很低的，它真的是温室效应的根源吗？