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全球變暖 幾萬年前年前的冰期，為什么會突然結束，是什么原因導致的？( 二 )


北半球開始解凍不久，二氧化碳水平上升，這解釋了南半球為什么同時變暖，同時也有助于解釋溫度變化幅度為什么如此之大。
全球變暖 幾萬年前年前的冰期，為什么會突然結束，是什么原因導致的？
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大解凍之謎似乎揭開。但是，還有一個重要的問題，這也是科學家在十年前就已經(jīng)非常清楚的一個事實：南極變暖在二氧化碳水平上升之前幾百年前就已經(jīng)開始了。如此來看，雖然二氧化碳水平上升是造成全球變暖、冰河時代結束的部分原因，但卻不是最初的觸發(fā)因素，造成全球變暖應該另有原因。
隱藏在花粉中的秘密
大解凍之謎并不止于此。20世紀30年代，科學家對沉積物中含有的一種名叫“寬葉仙女木”的高山花卉以及其他植物的花粉的研究表明，在冰河末期，當歐洲剛開始變暖時，突然又變冷了。這段寒冷時期被稱為“老仙女木期”，大約從17500年前持續(xù)到14700年前。對冰核的研究也顯示，北極格陵蘭島地區(qū)在同一時期也變冷了。
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可是，在此期間，南極的溫度仍然穩(wěn)步上升。那么，是什么原因導致在北半球溫度下降的同時，南半球仍然保持溫暖呢？不可能是因為地球軌道變化或二氧化碳水平上升，但有可能與海洋洋流變化有關：19000年前，隨著巨大的冰原開始融化，驚人數(shù)量的淡水涌入北大西洋。
今天，在北大西洋，來自熱帶的海水在這里變冷，水的密度增大，沉到洋底，這些深海冷流一路流到南半球。而在海洋表面，溫暖的海流——包括墨西哥灣流——則向北流去。這一洋流循環(huán)系統(tǒng)被稱為“大西洋經(jīng)向翻轉環(huán)流”。
19000年前，大量淡水涌入海洋，海水的鹽分被稀釋，海水密度降低，導致洋流循環(huán)速度放緩，其結果是產(chǎn)生了“拉鋸效應”：被表面洋流帶往北半球的熱量大為減少，北半球溫度自然下降；與此同時，南半球熱帶和亞熱帶地區(qū)失去的熱量減少，于是開始變暖。這一理論解釋了許多令人困惑的發(fā)現(xiàn)。大西洋洋流循環(huán)速度放緩也有助于解釋大解凍時期二氧化碳水平上升的原因。
全球變暖 幾萬年前年前的冰期，為什么會突然結束，是什么原因導致的？
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20世紀90年代，尋找二氧化碳源頭的行動主要集中于南冰洋（也叫南大洋或南極海）。海洋沉積物中的同位素含量表明，冰河時代在海洋深水域積累起了大量的二氧化碳。據(jù)推測，由于減少了海水的垂直對流活動，加上海面被厚厚的海冰封凍，于是二氧化碳被困在了海底。當大解凍時代到來之時，封凍海洋的海面冰層融化，這就好像拔掉了一個巨大的瓶塞，海底大部分二氧化碳逃逸到了大氣中。科學家最近對南極冰核中同位素的詳細分析證實：冰核中的二氧化碳的確來自深海。
南冰洋海水垂直對流增加導致大量二氧化碳外逸的理論已被廣泛接受。
大解凍的理論與依據(jù)
那么，引起南冰洋洋流的變化原因又是什么？有兩種理論。
一種理論認為，當大西洋環(huán)流停止運轉時，取而代之的是南極洲附近海域的翻轉環(huán)流。密度較大的海面海水下沉，深層海水上涌，釋放熱量和二氧化碳。這也解釋了南極變暖和二氧化碳上升之間的關系。
另一種理論認為，深層海水上涌增加是受風的變化影響。地球上的風主要受兩極地區(qū)和熱帶地區(qū)的溫差的影響，以及地球自轉的影響，當溫差發(fā)生變化時，地球上風帶的位置也會發(fā)生變化。冰河時代位于南半球的西風帶在冰河末期向北移動，導致“拉鋸效應”向南移動越過南冰洋，南極洲氣候變暖，冰凍大陸周圍的海冰開始融化。特別是，受風力驅動產(chǎn)生的大洋環(huán)流在南美洲和南極洲之間的淺海海域導致更多海水上涌。
有科學家對過去22000年里的80種不同的溫度和大氣成分記錄進行分析研究，基本上證實了冰河時代結束時大解凍事件發(fā)生的先后順序。
大約20000年前，北半球的冰原一直向南延伸到很遠，在那里，只要太陽輻射強度稍有增加，就會導致大面積的冰雪融化，融化的雪水涌入北大西洋，導致翻轉環(huán)流系統(tǒng)關閉，北半球溫度下降，南半球氣候變暖。這些變化主要源自于17500年前地球表面熱量的重新分配，全球平均溫度上升了0.3℃。
風帶或洋流的變化，或者兩個因素兼有，令南冰洋更多深層海水涌上海洋表面，釋放出被困了數(shù)千年的二氧化碳。隨著大氣二氧化碳水平攀升至百萬分之190，整個地球開始變暖，北半球最北方是最慢有所反應的。但是，到了大約15000年前，當大氣中二氧化碳濃度達到百萬分之240時，大西洋翻轉環(huán)流重新開始加速，氣溫又開始上升。翻轉環(huán)流的復蘇在南半球卻起到了相反的作用：氣候停止變暖，二氧化碳停止釋放。

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