全球變暖 幾萬(wàn)年前年前的冰期,為什么會(huì)突然結(jié)束,是什么原因?qū)е碌模?/h1>
冰河末期地球大解冰
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兩萬(wàn)年前,地球還是一片冰天雪地。是什么原因?qū)е赂采w整個(gè)地球的冰雪融化?科學(xué)家致力于尋找冰河末期地球大解凍謎題的答案。
地球大解凍之謎
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從紐約城的冰川壺穴到海下森林,在我們周?chē)教幎剂粝铝吮ㄖ髟资澜鐣r(shí)代的遺跡。地球最后的大冰期(第四紀(jì)冰期)大約開(kāi)始于12萬(wàn)年前,一個(gè)厚度超過(guò)3千米的巨大冰蓋在這段時(shí)期內(nèi)漸漸形成,最后覆蓋了幾乎整個(gè)加拿大,并一直延伸到曼哈頓。在地球的另一邊,冰蓋則覆蓋了西伯利亞、北歐和英國(guó)的大部分地區(qū),一直到接近如今倫敦所在的地方。地球其他地方也形成了許多規(guī)模較小的冰原和冰川,而且隨著地球氣候變得越來(lái)越干燥,大片地區(qū)變成凍土地帶,沙漠也在不斷擴(kuò)張。
陸地上積起了厚厚的冰層,海平面比現(xiàn)在低約120米。如今英國(guó)和愛(ài)爾蘭所在的地方,當(dāng)時(shí)是歐洲大陸的一部分;美國(guó)佛羅里達(dá)州有現(xiàn)在的兩倍大,如今的佛羅里達(dá)州西部港市坦帕那時(shí)還離海岸很遠(yuǎn);澳大利亞、塔斯馬尼亞和新幾內(nèi)亞島那時(shí)都是一片被稱(chēng)為古莎湖的陸地的一部分。當(dāng)時(shí)的地球面貌與如今迥然不同。
到兩萬(wàn)年前,地球上規(guī)模巨大的解凍時(shí)代開(kāi)始了。在接下來(lái)的一萬(wàn)年里,地球平均溫度上升了3.5℃,地球上的大部分冰雪漸漸融化,上升的海平面吞沒(méi)了一些低洼地區(qū),如英吉利海峽和北海(今天俄羅斯的貝加爾湖),迫使人類(lèi)祖先放棄了之前的許多定居點(diǎn)。那么,是什么原因促使地球發(fā)生了如此巨變?地球大解凍時(shí)代又是如何開(kāi)始的?
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揭開(kāi)謎底
科學(xué)家早就知道,在冰河末期,隨著地球北半球夏日陽(yáng)光的增強(qiáng),地球上的冰雪開(kāi)始融化。但接下來(lái)發(fā)生的事情卻讓他們迷惑不解。例如,在地球開(kāi)始解凍之后不久,南半球變得溫暖起來(lái),北半球卻變得更冷,與陽(yáng)光增強(qiáng)的預(yù)期效果正好相反。這個(gè)看似矛盾的發(fā)現(xiàn)給人們帶來(lái)了極大的困惑。如今,科學(xué)家經(jīng)過(guò)將近兩個(gè)世紀(jì)的研究探索,終于解開(kāi)了冰河時(shí)代末期地球大解凍之謎。
這個(gè)解惑過(guò)程始于19世紀(jì)30年代,當(dāng)時(shí)路易斯·阿加西斯發(fā)現(xiàn)了受冰川影響而形成的一些地質(zhì)特征,比如冰河在巖床上留下的痕跡,又如在距離如今的冰川很遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)的顯然是從其他地方被搬運(yùn)去的奇特巖石。此后不久,從加拿大到智利,世界各地都有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)。顯然,冰河期與間冰期曾交替出現(xiàn),地球周而復(fù)始地經(jīng)歷了一系列的冰河時(shí)代。
是什么原因?qū)е卤訒r(shí)代開(kāi)始?又是什么原因?qū)е卤訒r(shí)代結(jié)束?1864年,詹姆斯·克羅爾提出,由于地球軌道的改變,導(dǎo)致照射到地球表面不同部分的陽(yáng)光發(fā)生了變化。他還提出,各種反饋機(jī)制將軌道效應(yīng)放大。例如,冰雪融化導(dǎo)致地球反射熱量發(fā)生變化,海洋洋流變化導(dǎo)致地球氣溫發(fā)生變化,等等。
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盡管克羅爾在許多細(xì)節(jié)問(wèn)題的推斷上有錯(cuò)誤,但他的研究大方向卻是正確的。早在20世紀(jì),塞爾維亞天文學(xué)家米盧丁·米蘭科維奇在對(duì)過(guò)去60萬(wàn)年里的太陽(yáng)輻射量的變化情況進(jìn)行精心計(jì)算后,提出了著名的“米蘭科維奇周期”,指出北半球夏季的太陽(yáng)輻射變化是導(dǎo)致地球第四紀(jì)冰期氣候巨變的一個(gè)關(guān)鍵因素。米蘭科維奇的理論在當(dāng)時(shí)未被人們接受,但20世紀(jì)70年代對(duì)海洋沉積物的研究表明,冰河的前進(jìn)與倒退確與“米蘭科維奇周期”相吻合。
不過(guò),還有許多謎題依然未解。首先,太陽(yáng)輻射的變化很微小,即使地球冰雪融化導(dǎo)致更多太陽(yáng)熱量被地球表面吸收,太陽(yáng)輻射的影響得以放大,仍然難以促成如此全球規(guī)模的巨大變化。更重要的是,當(dāng)北半球的夏季太陽(yáng)輻射增加時(shí),南半球的太陽(yáng)輻射卻在相應(yīng)減少。因此克羅爾認(rèn)為冰河時(shí)代在兩個(gè)半球應(yīng)該是交替出現(xiàn)的:北半球凍結(jié),南半球解凍,反之亦然。但問(wèn)題是:整個(gè)地球幾乎同時(shí)解凍。這是為什么?
這些謎題的答案在上世紀(jì)80年代似乎開(kāi)始浮出水面。南極冰芯鉆探科學(xué)探險(xiǎn)揭露了一個(gè)驚人的事實(shí):地球大氣二氧化碳水半的變化與地球溫度變化密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在過(guò)去的幾百萬(wàn)年里,地球經(jīng)歷了一系列的冰河時(shí)代,其間地球大氣二氧化碳水平的變化與地球溫度的上升與下降近乎完美地同步發(fā)生。科學(xué)家說(shuō):“這是我們所知道的大自然中最奇妙的相互關(guān)系。”
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