很久以前，地球上的气候就像一个顽皮的孩子，时而热情如火，时而冷静如冰。在漫长的岁月中，地球经历了无数次的气候变化，这些变化构成了一部没有结局的史诗。在这漫长的史诗里，地球早已上演过多次“冰与火”的极致轮回。从全球冰封的“雪球地球”到热浪席卷的温室时代，这颗蓝色星球的气候系统，既有着惊人的自我修复力，也暗藏着不可逆转的脆弱性。
一、雪球地球：7.2亿年前的“全球速冻”
首先我们要知道什么是雪地地球，雪地地球指的就是被厚达千米的冰层全覆盖，从极地到赤道皆为冰封，平均气温低至-50℃，海洋冻结成“冰球”，仅火山喷发处留存少量液态水的新元古代的地球。那么问题来了，地球为什么会冰封呢?其实地球会冰封的原因有很多。主要原因有超大陆聚合导致岩石风化加速，消耗大量二氧化碳削弱温室效应;地球轨道变化减少太阳辐射;蓝藻消耗甲烷(强效温室气体)。多重因素触发“冰反照率正反馈”，让地球“越冷越冻”。地球复苏源于火山喷发会持续释放二氧化碳，这些二氧化碳经过数百万年积累，导致温室效应急剧增强，冰层融化。所以地球从冰封中复苏，为寒武纪生命大爆发铺垫了条件。
二、温室时代：1亿年前的“热浪狂欢”
温室时代有典型代表，如1亿年前的白垩纪是地球最著名的温室时期，大气二氧化碳浓度是现在的4-10倍，全球平均气温比现在高10-15℃。温室时代若到达极致会出现下列情况，极地无冰盖，恐龙能在北极圈活动;海平面比现在高100多米，大片陆地被浅海覆盖;赤道地区因海洋环流湿润，孕育了茂密的裸子植物森林。
三、气候轮回：地球的冰与火之歌
在漫长的时间里，地球经历了雪地地球和温室时代的不断转化。白垩纪后地球逐渐降温，300万年前进入第四纪冰期，呈现“冰期-间冰期”循环(每10万年一次)，我们如今处于1.1万年前开始的间冰期——全新世，这1万年的气候稳定，正是人类文明诞生的基础。
四、地球气候的“弹性密码”与“脆弱底线”
地球在“冰”与“火”之间不断转化维持动态平衡的原因是地球存在着自我调节机制。地球靠“负反馈”维持平衡——变冷时岩石风化减弱，二氧化碳积累升温;变暖时云层增多反射太阳辐射，同时岩石风化加速消耗二氧化碳，抑制升温。与此同时这也存在着突变风险：地质记录显示，气候并非永远稳定。5500万年前“古新世-始新世极热事件”，甲烷水合物释放导致气温骤升5-8℃，引发生物灭绝;1.29万年前“新仙女木事件”，气温几十年内下降7-8℃，导致北美克洛维斯人消失，这证明气候系统突破“临界点”后，可能引发不可逆转的突变。
五、当下之问：人类正在改写“冰与火之歌”?
人类的一些行为驱动着气候的快速变化。工业革命以来，人类燃烧化石燃料、砍伐森林，让大气二氧化碳浓度从280ppm飙升至420ppm(仅用200年，而地质时期翻倍需数百万年)，全球平均气温已升高1.1℃。这些变化带来了直观的影响：北极冰盖缩小、格陵兰冰盖融化，海平面每年上升3.7毫米;2023年全球平均气温创纪录，极端暴雨、台风、45℃以上高温频发;50%珊瑚礁白化，北极熊面临生存危机，亚马逊雨林向草原退化。
落地关联
地球的“冰与火之歌”已唱了数十亿年，它的恢复力建立在百万年的时间尺度上，但人类文明的存续，依赖于近万年来的气候稳定。即便地球最终能自愈，也可能不再适合人类生存——关注气候变化，本质上是关注人类自身的命运。今天的地球，正处于人类活动主导的“人类世”。我们不再是被动适应气候的物种，而是主动改变地球系统的“地质力量”。然而，火虽赋予我们力量，却并不依赖我们。正如派恩所警示：“人类带来的第六轮太阳，是从燃烧化石燃料的火焰开始的。”若我们不学会“为了地球的更广泛利益而传播火种”，这场火焰的盛宴，终将引向生态的崩塌与文明的危机。
现在，我们正站在一个关键的十字路口，但我们无需等待宏大的解决方案，日常的微小行动就能汇聚力量：减少一次性塑料使用、选择绿色出行、支持可再生能源、参与气候公益行动。了解地球气候的自然变迁，不仅能帮助我们更好地认识我们居住的这个星球，还能指导我们如何行动，以保护我们共同的家园。地球的气候旋律，曾由地质运动、太阳辐射主导;而未来的走向，正握在我们每一个人手中。尊重自然规律，守护气候平衡，才能让人类文明在这颗蓝色星球上继续书写篇章。
本文由海洋负排放(ONCE)国际大科学计划、厦门大学碳中和创新研究中心支持。
本文作者：赵亚辉、赵泽霖、吴锦杰，均系厦门大学理科试验班(海洋与生态环境类)2025级本科生。
责编：微科普