“现在是认识过去的钥匙（The present is the key to the past）”是地质学鼻祖——莱伊尔均变论的重要结论之一。而过去同样是预测未来的一把钥匙，至少从气候演化而言，越来越多的科学家认识到古气候研究对于全球变化的重要性。最近，Science杂志上刊登了一篇综述性论文，便系统性地总结了过去气候变化对于科学应对未来气候变化的重要性。
图1 地质学重要论著——《地质学原理》
来自美国亚丽桑拉大学的Jessica Tierney副教授及其他研究者强调了地质历史时期的气候变化记录对于现今气候模拟和反演十分重要。相对而言，与历史时期的气候记录仅仅只有百年尺度的变化相比，地质历史时期古气候研究能够极大地拓宽气候记录的空间和时间尺度。前人在开展气候模拟的研究中，主要依托于历史时期气候记录和多种监测数据，尽管这些研究成果在历史时期的模拟结果较好，但是在地质历史时期对比分析中往往不尽如人意。
而在如此漫长的地质历史时期，地球经历了多次大规模的气候变化，如：白垩纪中期的大暖期和晚更新世的末次间冰期等，这些变化为我们现今对气候演变的研究和预测提供了参考资料（图2）。 研究者认为，古气候变化能够有效评估、修正并完善现有气候模式，帮助我们减少气候模型中的不确定性因素。
图2 距今1亿年以来的气候变化历史及2020年不同情境预测情况
研究者指出 气候模式提供的是温度、风速、降雨等气象数据直接的模拟结果，但是古气候信息是间接的，主要通过一些物理（如：粒度）、化学（如：元素）和生物（如：孢粉）等指标里反映古气候的基本情况。那么，如何在古气候数据和气候模型之间建立联系就显得至关重要（图3）。据此，作者认为需要充分考虑3各因素：①选择合适的化学示踪方法；②完善指标确切的解释含义；③整合古气候记录与模型数据的分析方法。
图3 基于古气候指标优化后末次间冰期的海表面温度、地面温度及降雨情况
将今论古，以古推今，相信随着科学技术的不断发展，地质学在重大科学问题上将会越来越重要。在古气候重建与气候模型的共同约束下，气候变化研究将会越来越精确，希望我们人类也将更加科学从容地应对未来。
上述研究成果发表在最新一期的Science上，详情请点击下方阅读原文，查阅文章。
参考资料：
1.Jessica E. Tierney,et al. Past climates inform our future. Science, 2020 DOI: 10.1126/science.aay3701
网友评论