斯科特·温在怀俄明州比格霍恩盆地的荒地里度过了十多年，大部分时间都口渴、晒伤，他用手和膝盖着地，无休止地在泥土中挖掘。
但他从未发现过像他现在手里拿着的化石那样的东西——一片保存精美的浮雕在米色岩石上的叶子。当翼发现了第二块化石，然后又发现了第三块化石时，他高兴地大笑起来。每片叶子都与其他叶子不同。每一个对他来说都是全新的。
然后他开始哭泣。
这正是他一直在寻找的东西。当这些奇怪的化石在 5600 万年前形成时，地球变暖的速度比历史上任何时候都更快、更剧烈——除了现在。
最近在史密森尼国家自然历史博物馆的办公室里回忆起这一刻，翼回忆起与他一起徒步旅行的现场助理的不安反应。这位年轻人看起来很紧张，这是可以理解的，因为他的主管正在为一把石头流泪。
“我说，‘你必须意识到，从你还是个孩子的时候起，我就一直在寻找这个……我现在非常高兴，但我并没有疯，’”Wing 笑着说。 “所以，这是第一组来自 PETM 的真正好的植物化石。这绝对是我永远不会忘记的时刻。”
比格霍恩盆地的斯科特·温 (Laura Soul/华盛顿邮报)
PETM 是古新世 始新世 热最大值- 这个时代的名字不太雅观，它被认为是地球上与人类造成的现代全球变暖时代最相似的时代之一。在几千年的时间里，大量的碳被注入大气中，导致全球气温上升5至8摄氏度。
快速的天气被破坏，地貌发生变化，海洋酸化并引发物种灭绝。世界花了超过15万年才恢复。
如果允许历史重演，对现代生活的影响也可能同样持久——这就是为什么温如此坚定地了解这场古老的气候灾难。
“对我来说，这不会让我感到害怕，”温说。 “这让我感到有责任。这让我觉得我们需要了解更多信息。”
PETM 的第一个主要证据是在 20 世纪 90 年代初由科学家通过观察古新世（即古生物灭绝后的时代）的转变而发现的。，到始新世，现代哺乳动物目首次出现。
代表这两个时代之间边界的沉积物细带有一些奇怪的地方：碳同位素比值- 同一元素的不同形式 - 被扭曲。
进一步的研究表明，这一时期大气中充满了 4 万亿至 7 万亿吨碳——大致相当于地球目前化石燃料的全部储备。它来自远古藻类和植物的分解残骸，因此含有较多的碳12- 光合作用首选的同位素。
碳 12 中的这种“尖峰”成为 PETM 的标志，使研究人员能够开始追踪这种突然的气候变化对世界各地岩石和化石的影响。
由于二氧化碳使海水变得更加酸性，海底的白垩沉积物开始溶解。居住在深海的微小生物的化石显示出缺氧的证据——这是海水变暖的迹象。
在海洋的每一个角落，生物都适应了变化的环境，否则就会灭绝。
在陆地上，哺乳动物变得越来越小。马的远古祖先，一开始就很小，缩小到家猫大小 30%。阿比盖尔·卡罗尔新罕布什尔大学的古气候学家表示，这可能是对温暖天气的适应：较小的身体更容易保持凉爽。
天气也变得更加恶劣。地质学家有裸露巨大的岩石被强烈的洪水冲到很远的地方——这种情况发生在旱季之后又是暴雨时。
还有温在国家自然历史博物馆收藏的植物。化石表明，在古新世新世以来，怀俄明州看起来更像佛罗里达州——一片郁郁葱葱的亚热带森林，周围有庄严的梧桐树、银色的桦树和摇曳的棕榈树。
但随着世界变暖，比格霍恩盆地发生了变化。温在这一时期发现的化石属于通常生长在炎热、干旱甚至更南部地区的植物——细长的豆类植物以及一品红和漆树的近亲。
当天气变化时，这些植物肯定已经向北迁移，跟随它们喜欢的环境来到更高的纬度。
显然是一群贪婪的食草动物尾随其后。温恩的许多化石上都有昆虫留下的咬痕。更加数量和多样化比他们之前的那些。
所有这些混乱的根源仍然不确定。一些人认为引发 PETM 的大量碳来自于火山喷发甚至是一个彗星撞击。
但最流行的理论认为，当海洋温度和化学成分发生变化时，埋藏在海底沉积物中的固体甲烷就会被释放出来。甲烷是一种强效温室气体，虽然寿命短暂，但比二氧化碳的影响更大。
一旦引发全球变暖，气温上升可能会引发更多甲烷和二氧化碳的释放。解锁额外的碳源- 野火、洋流变化、释放温室气体的土壤微生物 - 连锁反应改变了地球。
对于今天的科学家来说，在 PETM 期间观察到的许多现象都会感到熟悉——如此熟悉“几乎令人毛骨悚然，”温说。
人类燃烧化石燃料已产生了同种碳同位素尖峰研究人员在 5500 万年前的岩石中发现了这种现象。海洋已成为约酸性增加 30%这是失去氧气- 变化是已经引发死亡。
世界见证了戏剧性的变化极端天气- 致命的热浪， 严重风暴, 毁灭性的干旱。为了应对这些转变，植物和动物在不寻常的时间出现在新的地方。甚至有证据表明，某些物种，例如红腹滨鹬，正在变小由于气候变暖。
尽管如此，随着现代世界持续变暖，过去并不能完美地预测可能发生的情况。一方面，地球在 PETM 前夕已经比今天热得多。由于两极未结冰且海平面较高，古代生物不必像我们今天那样担心冰融化的影响。
我们改变气候的速度超过了地质记录中的任何内容。引发 PETM 的碳激增持续了长达 5000 年的时间。按照目前的速度，人类将在几个世纪内产生类似的激增。
“从所有主要方面来看，现在比当时更加危险，”温说。
但对于试图预测我们未来危险的科学家来说，PETM 是一个非常宝贵的参考。
杰夫·基尔国家大气研究中心的高级科学家利用 Wing 等人的研究来测试碳与气候之间相互作用的模型。
“我们没有未来的数据，但我们有过去的数据，”基尔说。 “这就是斯科特的工作......发挥了关键作用的地方。”
来自 PETM 和其他全球变暖时期的数据可以用来回答困扰现代气候科学家的问题：如果大气碳增加一倍，地球会变暖多少？世界水资源将会发生什么变化？事情需要多长时间才能恢复正常？
本周，Wing 和他在史密森学会的同事聚集了 17 名专家，召开了一场关于古代气候的研讨会。在两天的时间里，他们将尝试重建自大约五亿年前复杂生命开始以来地球温度和大气碳水平的时间线。
温说：“科学终于让我们对我们所做的事情的后果有了一些了解。”
“现在的问题是，我们能否以明智的方式利用这些知识？”
2018 ©华盛顿邮报
本文最初发表于华盛顿邮报。
