2021 年 7 月 20 日的鄭州，那場(chǎng)暴雨至今是很多人的噩夢(mèng)。短短三天，下完了一整年的雨。街道被淹，車(chē)輛泡在水里，無(wú)數(shù)人被困在路上。這事兒過(guò)去好幾年了，城市早就恢復(fù)了平靜，可大自然悄悄把這場(chǎng)災(zāi)難的證據(jù)留了下來(lái)。

前不久，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所出了個(gè)大新聞，他們?cè)谝恢恍⌒〉奈伵ど希x出了那場(chǎng)暴雨的詳細(xì)記錄。這聽(tīng)起來(lái)是不是像科幻小說(shuō)？爬得慢吞吞的蝸牛，怎么就成了記錄天氣的神器？

氣象站不夠用，只能請(qǐng)蝸牛出山

看天氣，查氣象站數(shù)據(jù)不就完了？還真沒(méi)那么簡(jiǎn)單。人類(lèi)用儀器記錄天氣，滿打滿算才一百多年。地球都 46 億歲了，這一百年的數(shù)據(jù)，連彈指一揮間都算不上。這就帶來(lái)個(gè)大麻煩，我們手里的數(shù)據(jù)太短了。這就好比只看了電影最后五分鐘，卻要預(yù)測(cè)整部電影的情節(jié)，還要猜續(xù)集，誰(shuí)能猜得準(zhǔn)？

全球變暖越來(lái)越明顯，未來(lái)暴雨會(huì)不會(huì)更多？臺(tái)風(fēng)會(huì)不會(huì)更猛？光靠這百年數(shù)據(jù)，科學(xué)家也心里沒(méi)底。所以得找替補(bǔ)隊(duì)員。

以前科學(xué)家愛(ài)鉆深海挖泥巴，或者去黃土高原挖土，通過(guò)分析這些沉積物推測(cè)古代氣候。但這方法有個(gè)硬傷，分辨率太低。深海泥巴和黃土層積累太慢，往往一厘米厚的土層，就代表幾百年甚至上千年。

這就像看模糊的馬賽克監(jiān)控，只能看出個(gè)大概，根本分不清哪天下了暴雨，哪天刮了大風(fēng)。我們只能知道那個(gè)朝代比較濕潤(rùn)，卻不知道那一年發(fā)了大洪水。

這時(shí)候，蝸牛就顯得格外重要了。這小家伙長(zhǎng)得快，咱們常見(jiàn)的條華蝸牛，生長(zhǎng)季節(jié)里一天能長(zhǎng) 200 到 300 微米。這就像把馬賽克監(jiān)控直接升級(jí)成 4K 超清。

再配上現(xiàn)在的微米級(jí)分析技術(shù)，科學(xué)家甚至能從蝸牛殼上讀出天甚至小時(shí)級(jí)別的天氣變化。

這就意味著，我們不僅能知道古代氣候的大趨勢(shì)，還能精準(zhǔn)捕捉到那些轉(zhuǎn)瞬即逝的極端天氣事件。我個(gè)人覺(jué)得，大自然真的很神奇，連這么小的生物都藏著大秘密。

蝸牛殼里的 “化學(xué)日記本”

蝸牛殼不就是個(gè)鈣質(zhì)小房子嗎，怎么還能記錄天氣？其實(shí)蝸牛殼主要成分是碳酸鈣，它生長(zhǎng)時(shí)會(huì)從周?chē)h(huán)境攝取氧元素。這里頭有個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，叫氧同位素。說(shuō)白了，下雨的時(shí)候，環(huán)境里的水分子會(huì)變化，蝸牛喝了雨水，吃了帶水的葉子，這些水里的化學(xué)特征，就被固定在生長(zhǎng)中的殼上。

特別是暴雨發(fā)生時(shí)，雨水里的氧同位素比例會(huì)劇烈波動(dòng)，這在科學(xué)上叫雨量效應(yīng)。

中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所的團(tuán)隊(duì)，為了驗(yàn)證這個(gè)想法，專(zhuān)門(mén)找來(lái)了鄭州滎陽(yáng)地區(qū)的現(xiàn)代蝸牛。他們把蝸牛殼切開(kāi)，用一種叫二次離子質(zhì)譜的高科技設(shè)備慢慢掃描。這設(shè)備厲害得很，能在頭發(fā)絲那么細(xì)的范圍內(nèi)做化學(xué)分析。

結(jié)果讓人驚喜。在對(duì)應(yīng) 2021 年 6 月到 9 月的生長(zhǎng)紋層里，蝸牛殼上的氧同位素?cái)?shù)據(jù)突然大幅下降。這個(gè)劇烈變化的時(shí)間點(diǎn)，和 7?20 特大暴雨的發(fā)生時(shí)間完全吻合。

這就像蝸牛在自己的殼上寫(xiě)了日記，清清楚楚記下了那場(chǎng)罕見(jiàn)的大雨。更關(guān)鍵的是，通過(guò)模型計(jì)算，這個(gè)化學(xué)信號(hào)的變化幅度，和那場(chǎng)暴雨的降水量能精準(zhǔn)對(duì)應(yīng)。這一下就確認(rèn)了，蝸牛殼就是天然的氣象記錄器。

現(xiàn)代蝸牛能記錄現(xiàn)在的暴雨，那埋在黃土里幾千幾萬(wàn)年的蝸?；?，自然也能告訴我們古代哪年哪月發(fā)過(guò)大水。這下子，科學(xué)家就有了打開(kāi)古代極端天氣大門(mén)的鑰匙。

從 “看大概” 到 “看細(xì)節(jié)” 的跨越

這項(xiàng)研究最牛的地方，在于它填補(bǔ)了一個(gè)巨大的空白。以前我們研究古氣候，都是看大概。比如知道唐朝比較溫暖濕潤(rùn)，但這只是平均狀態(tài)。這就好比說(shuō)某個(gè)人脾氣挺好，不代表他從來(lái)不發(fā)火。地球也一樣，哪怕在氣候溫和的時(shí)期，也可能突然來(lái)一場(chǎng)毀滅性的暴雨。

現(xiàn)在的氣候模型預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)，最頭疼的就是極端天氣。因?yàn)槲覀內(nèi)狈糯鷺O端天氣的數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練模型。如果不知道過(guò)去最壞能壞到什么程度，我們就很難預(yù)測(cè)未來(lái)最壞會(huì)發(fā)生什么。

蝸牛化石的出現(xiàn)，讓我們有了看細(xì)節(jié)的能力。試想一下，如果把黃土高原上幾萬(wàn)年來(lái)的蝸?；挤治鲆槐椋覀兙湍墚?huà)出一條長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬(wàn)年的極端天氣曲線。我們能知道，地球過(guò)去變暖階段，暴雨是不是真的變多了？強(qiáng)度是不是真的變大了？

這對(duì)于理解現(xiàn)在的全球變暖太重要了。這次中科院的研究成果，給全球氣候研究提供了全新思路。它證明了陸地上的生物化石，完全能記錄下高分辨率的氣候信號(hào)。這不僅僅是地質(zhì)學(xué)上的突破，更是氣象學(xué)和環(huán)境科學(xué)的跨界聯(lián)手。

這事兒跟咱們普通人有啥關(guān)系？

說(shuō)到這兒，可能有人覺(jué)得，挖幾萬(wàn)年前的蝸牛，跟我的生活有啥關(guān)系？

關(guān)系可大了。研究這些蝸牛，歸根結(jié)底是為了保命。我們現(xiàn)在的城市排水系統(tǒng)、防洪大壩，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都是基于過(guò)去幾十年的氣象數(shù)據(jù)。比如常說(shuō)的百年一遇的大洪水，這個(gè)百年的標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)是根據(jù)有限的歷史記錄算出來(lái)的。

但如果蝸牛告訴我們，在類(lèi)似現(xiàn)在的氣候條件下，這種級(jí)別的暴雨其實(shí)是五十年一遇甚至二十年一遇，那意味著什么？這就意味著我們的城市防洪標(biāo)準(zhǔn)可能偏低了，基礎(chǔ)設(shè)施可能扛不住未來(lái)更頻繁的沖擊。

通過(guò)解讀蝸牛殼里的密碼，科學(xué)家可以校準(zhǔn)氣候模型，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來(lái)。這樣，政府規(guī)劃城市、建設(shè)水利工程時(shí)，就能有更科學(xué)的依據(jù)。舉個(gè)實(shí)際例子，是不是該把下水道修得更寬一點(diǎn)？是不是該把防洪堤筑得更高一點(diǎn)？這些決策都離不開(kāi)準(zhǔn)確的氣候數(shù)據(jù)。

下次你在路邊看到一只慢吞吞的蝸牛，可別小看它。它背上扛的不只是自己的房子，還有一部微縮版的地球氣候史。它默默記錄著大自然的每一次變化，等待著人類(lèi)去破解。

面對(duì)蝸牛殼里揭示的自然界的暴脾氣，我們不禁要問(wèn)：如果未來(lái)的極端天氣真的像蝸牛記錄的那樣頻繁，我們現(xiàn)在的城市，真的準(zhǔn)備好迎接挑戰(zhàn)了嗎？