進入21世紀后,全球變暖的相關討論深入人心,這讓很多人忘記了我們當今依然生活在一個相對寒冷的時期,被稱為第四紀大冰期。
“第四紀”并不是指第四次大冰期,而是指一個地質年代,這是新生代最新一個紀,目前包含兩個世——更新世和全新世,我們現在就生活在全新世。
第四紀大冰期從大約258萬年前開始,一直持續至今,也正是這次巨大的氣候變化促進了人科物種的進化。
在第四紀大冰期之前,已有明顯證據的大冰期事件至少還有4次,包括24億至21億年前的休倫大冰期——這是已知的第一次大冰期,它是由著名的大氧化事件導致的。
另外,史上最嚴重的大冰期可能是古元古代大冰期,發生在7.2億至6.3億年前,是目前已確定的第二次大冰期,這次冰期是真正的“雪球地球”,冰蓋覆蓋至赤道,另外這次大冰期可能是導致之后寒武紀物種大爆發的主要原因。
每次大冰期中,都會有相對寒冷的冰期——冰蓋向著赤道蔓延,以及相對溫暖的間冰期——冰蓋向兩極退縮,冰期和間冰期交替出現。
其實,我們現在就處在第四紀大冰期相對溫暖的間冰期中,而上一次冰期——也就是所謂的末次冰期從大約7萬年前開始,在大約2萬年前達到鼎盛,再到大約1.1萬年前結束。
地球每次大冰期的出現都或多或少和氧氣的爆發,以及二氧化碳、甲烷等溫室氣體的減少有關系。
然而,在每次大冰期時期,冰期和間冰期交替出現的原因,至今沒有很好的解釋,到底是什么導致了更溫暖和更寒冷的出現,很少有直接證據。
最近,有科學團隊分析了過去80萬年地球溫度如何隨時間上升和下降。
他們發現,大約每10萬年出現一次極冷的時期,那時地球大部分地區被冰蓋覆蓋,每次持續數千年。
而每次極冷時期的出現與地球已確定的冰期開始和結束時間差不多,更有趣的是,他們還發現這與地球的地軸的變化具有驚人的相關性。
并且基于他們的發現,他們預測,如果不是人類導致的全球變暖,下一個冰期將在11000年后到來。
地球的傾斜和擺動
地球的自轉軸相對于其公轉平面存在一個角度,這個被稱為轉軸傾角,目前這個角度是23.5度,它是地球出現四季交替的原因,因為傾角的存在,導致地球每個區域的太陽輻射量都會隨著公轉位置的變化而變化。
不過,由于受到太陽、月球和太陽系其它大行星(例如木星)的影響,地軸傾角并不是永恒不變的,它會周期性發生變化。
目前,科學家已經知道這個周期大約是41000年,而地軸的傾角會在22.1度至24.5度之間變化。
不僅如此,地軸也會像一個偏心的陀螺一樣圍繞自身擺動,其周期是21000年左右。
早在20世紀20年代初,塞爾維亞科學家米盧廷·米蘭科維奇就提出,地球軸向傾斜的輕微變化都可能是引發冰期的原因。
(需要指出的是,在米蘭科維奇之前,其實已經有科學家提出,地球相對于太陽的位置和角度會影響冰蓋的形成。)
米蘭科維奇的相關假設是目前地球冰期和間冰期交替出現主流解釋,我們甚至可以在許多較為權威的科普讀物中看到這么解釋。
然而事實是,即便100多年過去了,米蘭科維奇的相關理論并沒有找到實質性的證據,即便科學家們前仆后繼得在測試這些假設。
1976年的一項研究發現,地質證據表明,地球的兩個參數——傾角(地軸傾斜的變化)和進動(地軸在自身周圍的擺動方式)對冰蓋的進退具有影響。
但是,這兩個參數的確切作用并不清楚,而最新研究正好對1976年的研究做了補充,總算解開了這些參數的具體影響。
最新研究繪制出最近80萬年地軸傾角和進動的變化,然后再利用海洋沉積物巖心中提取的微型貝殼的現有數據,繪制同一時期冰蓋的擴張和消退。
相關研究的主要主要作者、卡迪夫大學教授斯蒂芬·巴克表示,當他們將繪制出的圖結合起來時,所有人被驚呆了。
他們發現地軸傾斜和進動的周期性與冰蓋消融所需的時間之間存在直接關系,準確地說,冰蓋從兩極向赤道的擴張似乎直接受地軸傾斜度控制,而冰蓋從赤道向兩極的回縮則更多地取決于地軸進動。
相關研究于2月27日發表在《科學》雜志上,這是米蘭科維奇關于冰期和間冰期相關假設的最新證據。
預測未來
既然已經知道地軸傾角和進動對氣候的影響,同時也已經知道兩者的變化周期,那么就可以預測出下一次冰期的到來。
該研究團隊預測,冰蓋可能會在大約10000到11000年后開始擴張,并在接下來的 80000到90000年內達到鼎盛。
最后,這些冰蓋會在之后的10000年內逐漸重新退回到兩極。
然而,這只是可預測的部分,人類對地球的影響則是不可預測的部分,因為人類排放溫室氣體正在顯著影響地球的氣候。
此前,有研究指出,如果
碳排放繼續增長,那么地球會在8000年后,兩極的冰蓋完全融化,進入無冰蓋的階段,不過相關研究同樣沒有考慮地軸傾角和進動對氣候的影響。
當涉及人類行為時,一切變得撲朔迷離,不可預測,所以冰期是否“如約而至”,還是取決于人類自己。
毫無疑問,我們確實已經有能力改變地球氣候,甚至改變冰期和間冰期的自然交替。
但值得一提的是,該研究的研究人員表示,他們不希望自己的相關研究成為碳排放的借口。
【版權聲明】本網為公益類網站,本網站刊載的所有內容,均已署名來源和作者,僅供訪問者個人學習、研究或欣賞之用,如有侵權請權利人予以告知,本站將立即做刪除處理(QQ:51999076)。