元宵节下午，一则“照耀海洋的一座灯塔熄灭了“的微信公众号推文在古气候同行里传开。Wallace Smith Broecker走了，87岁。

随后证实，美国东部时间2019年2月18日，哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站(LDEO)古海洋和古气候学家Wallace S. Broecker教授因充血性心力衰竭在纽约去世。

1931年11月29日，Broecker出生于芝加哥。他的父母都是虔诚的福音派基督徒，对圣经创世纪深信不疑。他们滴酒不沾，也没有跳舞和看电影之类的家庭生活。1949年，Broecker在宗教氛围浓厚的惠顿学院开始大学生活。在学长Paul Gast的帮助下，1952年Broecker在哥伦比亚大学J. Laurence Kulp教授负责的实验室实习。Kulp教授是惠顿学院的校友，当时正主持放射性碳研究中心，而Gast则刚上研究生，后来成为阿波罗登月计划的首席科学家。在他们的影响下，Broecker从惠顿学院转学，进入哥伦比亚大学物理系。1958年，Broecker在哥伦比亚大学获得地质学博士学位，1959年正式入职。

在过去67年里，哥伦比亚大学，尤其是拉蒙特-多尔蒂地球观测站，成为Broecker心目中的“伊甸园”。他的所有成就都是在这里取得的。

1 首倡全球变暖研究

全球变暖可能是过去20年里影响最广的科学名词。学界和媒体普遍认为，Broecker是全球变暖(Global Warming)一词最早的使用者。

二战结束后的30年里，全球温度平均每10年降低0.03℃。1972年，一群气候学者在美国布朗大学集会，认为人类不足以预防即将到来的冰期。他们向美国总统提交了一份建议书，号召进行过去全球变化研究。两年后，美国商务部率先成立气候变化委员会；从此，过去全球变化研究迅速展开。

当时，Broecker向会议提交了摘要，但没有与会。1975年8月8日，他在Science杂志上发表了一篇文章(图 2)^[1]，题目是“气候变化：我们正处在显著全球变暖的前夜？”(Climatic change：are we on the brink of a pronounced global warming？)

文中，他考察了Dansgaard等报道的格陵兰西北部世纪营(Century Camp)冰芯氧同位素序列和Charles David Keeling在夏威夷冒纳罗亚(Mauna Loa)的CO₂观测记录，认为：过去30年中的降温是过去700年里温度自然波动的一部分；这种降温已经被人为排放CO₂的温室效应所补偿，降温将在1980年代的某个时候停止；之后，CO₂将主导全球温度，到21世纪最初10年，我们将经历过去1000年里从未有过的温暖气候。

对于文章标题中的问号，Broecker回答毫无疑问是肯定的。这是科学论文中首次使用“全球变暖”，而且是在全球同行认为“冰期即将来临”的背景中使用。Broecker单枪匹马挑战了主流观点。更重要的是，他全胜：这篇文章中所有预测几乎全部精确命中(图 3)。Broecker用他的智慧和洞察力，以及过人的勇气，大声宣告全球变暖时代的到来。

接下来的1976~1977年，降温逆转，“全球变暖”不胫而走。1988年，世界气象组织和联合国教科文组织成立了政府间气候变化专门委员会(IPCC)。从1990年到2015年间，IPCC发布了5轮气候变化评估报告，逐步肯定了人为CO₂排放是全球变暖的主要原因。

到1990年代，他注意到1975年文章中使用的世纪营冰芯氧同位素的周期性不能重复，自己对全球变暖的观点论据有很大漏洞，预测正确其实是“走了狗屎运(a product of dumb luck)”。后来，当媒体将Broecker称为“全球变暖之父”，他本人却坚辞不受。他甚至设立了200美元奖金，来寻找更早使用” global warming”的人。结果，他的研究生David McGee在一份名叫The Hammond Times的小报上找到了一篇发表于1957年11月6日的短文，其中出现过“global warming”；Broecker高兴地兑现了奖金，并根据短文内容推测首提“global warming”的科学家可能是Charles David Keeling和Roger Revelle。2017年，Broecker在论文里严肃地写到^[2]：“如果‘全球变暖之父’出现我的墓碑上，我死后也不得安宁。”

2 提出大洋传送带理论

二战结束时，全球表层洋流的规模、路径和动力已经相当清晰，但表层和深层海水如何联系还所知甚少。1949年发明了放射性碳(¹⁴C)测年法^[3]，Broecker转入哥伦比亚大学后就利用这种方法测定北大西洋不同深度海水的年代，研究表层海水下沉到大洋深处的速率，开始了学术生涯。

当时，氧同位素温标的发明和高精度质谱分析技术的出现使得四次冰期学说岌岌可危。1955年发表的有孔虫壳体氧同位素记录表明存在多次冰期^[4]，随后得到了东欧和中国黄土的独立验证^[5~6]，开启了古气候的多旋回时代。1976年，Science杂志上发表了一篇具有划时代意义的古气候学论文^[7]，认为地球轨道要素控制了过去50万年中的冰期-间冰期气候变化。这证实了塞尔维亚数学家米兰科维奇的地球轨道驱动冰期形成的假说^[8]，使之成为一种可以检验的科学理论。

米兰科维奇理论和板块构造理论是20世纪地球科学最重要的成就^[9]。米兰科维奇理论理论概括起来就一句话，北半球高纬度夏季太阳辐射变化是驱动第四纪冰期旋回的主要原因。但是，关于太阳辐射变化如何传递到世界各地却进展寥寥。

从研究生学习阶段开始，Broecker在哥伦比亚大学逐渐发展出一整套地球化学示踪体系，用来描述海水中与二氧化碳有关的生物、化学和物理过程。到1974年，他出版专著Chemical Oceanography，开创了用放射性同位素刻画海水-沉积物混合时间尺度的先河^[10]。书刚一面试，就被湖泊学家David Schindler教授列为职业生涯中仅有的“值得一读再读的三本书之一”^[11]，成为诸多同行的案头必备参考，深刻影响了当时刚刚开始筹划的地球化学海洋剖面研究计划(GEOSECS)、深海钻探计划(DSDP)以及沉积物捕获计划的研究。1982年，他和学生Tsung-Hung Peng合作，对内容进行大幅更新，出版了专著Tracers in the Sea。除了继承前作中的时间概念之外，他用碳循环来统领全书，使用箱式模型来阐述问题^[12]。同行评价“这本书主题宏大，目标雄伟，成果辉煌”。一时洛阳纸贵，且影响至今，被誉为“海洋学的圣经”。

有了示踪剂和时间标尺，就可以刻画海水运动。1987年Broecker提出大洋传送带^[13]，把全球大洋环流联系在一起(图 4)。从赤道向北流动的墨西哥湾暖流在西风吹拂下失去热量和水汽，逐渐形成高盐低温的水体，在北大西洋北部下沉，在深海向南流动，越过赤道到达南大洋海区。深层海水向东越过非洲南部后，在南印度洋、南太平洋上升至表层，流经北印度洋和北太平洋后逐渐汇合成一支温暖低盐的洋流，向西穿过印度洋，绕过非洲南部进入大西洋，再一直向北汇入墨西哥湾暖流，形成闭环。大洋传送带控制着全球大洋90 %左右的水体，不断将低纬度的热量和低盐海水带到中高纬度海域，维持全球气候系统的平衡。

由于全球表层海水的盐度差异，只有北大西洋满足下沉流的形成条件。在Broecker看来，北半球高纬度地区陆地集中，太阳辐射的变化会直接导致冰川融水和降水的波动，进而影响到大洋传送带的运转。尤其是从北美和格陵兰冰盖融化的淡水能够显著降低北大西洋表层海水密度，遏制深层水的形成，进而导致全球性环境突变事件的产生^[14]。这一模型成功解释了高纬度太阳辐射如何传递全球进而影响气候的机制，所以Broecker也被尊称为“气候科学的祖父”。

1987年大洋传送带首次亮相，1988年气候突变进入研究视野，1991年气候不稳定性成为学界焦点。Broecker不仅为这些问题的深入提供了方法，更为理解背后的机制提供了框架。2007年，宾夕法尼亚州立大学的Richard Alley^[15]教授在《地球和行星科学年度评论》上撰文全面总结了大洋传送带提出之后的20年里气候突变领域的进展，标题是“Wally was right”，旗帜鲜明地肯定了Broecker的突出贡献。

3 关注宜居地球的过去和未来

正因为Broecker深刻理解气候系统的脆弱性，他一直努力向公众传播自己的科学观点。1985年以来，他先后主笔撰写、出版了15本科普著作。内容涉及宜居星球演化、气候变化、气候治理、科学史以及个人传记等多个侧面。其中，详细记录大洋传送带发现经过及后续影响的The Great Ocean Conveyor已经由谭明等组织同行出版了中文版(图 5)^[16]。

他的科学成就不仅在主流期刊的学术论文里，也出现在大众传媒上。全球变暖早已超越了科学，深入影响了社会公众，成为公共知识的一部分。大洋传送带不但作为好莱坞电影《后天》的科学原型广为人知，而且还出现在格莱美奖得主Tom Chapin创作的童谣Uncle Wally's Tale里^[17]。

Broecker的科学成就还引起了政治家的关注。从克林顿政府副总统戈尔到特朗普总统的首席战略智囊Steve Bannon都曾问计于他。他积极参与环境政策讨论，越来越多地公开谈论气候变化的危险。他经常说，“气候系统是一头愤怒的野兽，我们正在用木棒戏弄它”，同时坚称，“研究地球系统会让你无地自容，因为大自然真的很复杂”。他主张最终放弃化石燃料，但考虑到欠发达人口的福祉，他提倡采用新技术从空气中吸收二氧化碳，并将其储存在地下。

4 永恒的丰碑

Broecker生前发表了超过500篇论文和18本著作，但他本人患有严重的读写障碍。他从未学会使用个人电脑，长期用铅笔和记事本工作，再由助手录入手稿(图 5)。这或许可以部分解释他对数值模型的态度：模拟不过是在试图复制古气候的观察结果，很少能获得预期的成功。

他曾经说过，“最有成效的思考发生在什么时候呢？当你意识到你曾当作真理的东西错了，一切以它为基础的东西都土崩瓦解了，你需要重新思考整个问题”。他根据不足20年的CO₂观测数据，拨开冰期即将到来的迷雾，率先把气候变化研究方向转到全球变暖上来。他还检讨自己论据的不严谨，实事求是，坚定地拒绝“全球变暖之父”的标签。

如果说“全球变暖”来自Broecker的灵感和勇气，那么，大洋传送带则更多地体现了他对科学的持续关注和深入思考。他从测定海水年代入行，发展了海水示踪的同位素体系，把二者结合，凝练出大洋传送带。之后，反复验证，逐渐使之成为气候变化因素触发、传递、维持和恢复的纽带。

“我每隔六个月左右就会搞清楚一些事情，我会写一些相关的东西，并鼓励相关研究，这就是我生活的乐趣。” Broecker乐于也善于分享他的乐趣。他把学术论文里的“温盐环流”和“大西洋经向翻转流”称为“大洋传送带”，其形象的表述显著地提高了传播效果。他撰写的科普读物不仅让公众走近科学，也让同行深入了解重要科学发现的细节，具有了科学史的价值。

在惠顿学院，Broecker遇到了人生伴侣Grace Carder。他们1952年结婚，共同抚育了6个子女，一起生活了55年。2002年，与刘东生先生分享泰勒环境成就奖时，Broecker在答谢辞中专门感谢妻子的辛勤付出，称她是“我的饲养员”。2007年2月Grace病逝。2009年10月，同事Elizabeth Clark成为他的第二任妻子。此后，Broecker的文字录入大多由她完成。

去世前，Broecker叮嘱他的同事、地球化学家Sidney Hemming在下次出海时把骨灰撒入大海。

愿他在挚爱的大海里永生。