石笋里的古气候谜团

　　米兰柯维奇循环

　　用于解释地球冰期10万年周期的假说主要有两个,一个是二氧化碳驱动,即地球大气中二氧化碳浓度的变化影响了全球气候。另一个是轨道驱动,指的是地球轨道的变化造成太阳辐射的变化,阳光更温暖了便会造成冰期的终结。后者又叫做米兰柯维奇循环。

　　米兰柯维奇(MilutinMilankovitch)是二十世纪初的一名塞尔维亚工程师,他提出了天文因素是如何影响到地球上的夏日阳光的。他花了几十年的时间计算地球的轨道偏心率、地轴倾斜度和岁差三者的变化如何影响地球的气候。

　　比如说,地轴倾斜度以41000年为周期增加和减少,使得地球的夏天变得更热,冬天变得更冷。岁差是一个天文学概念,它指的是地轴的指向的周期性变化,地轴的指向旋转一周大约是26000年。

　　很容易想到的是,地轴倾斜度以41000年为周期变化,假如它对冰期起决定性作用的话,那么地球上冰期也应该是以41000年为周期的。地质学家的实地考察发现,从250万年前开始,地球的冰期真的就是以41000年为周期的,与这种预期完全相同。

　　但是,大约过了一百万年,冰期变化的周期却突然发生了改变———从41000年变成了10万年。这又是怎么回事呢?地球轨道的偏心率是以95000年和125000年为周期变化的,这两个数字的确都接近10万年。但是,计算一下便知道,它们的变化都太小了,远不足以决定冰期的去留。

　　所以谜团依旧。整个故事简直像是一部本格推理小说。科学家开始寻找其他的解释,比如说地球周期性地穿越宇宙中的尘埃团,或者太阳活动的强弱程度是以10万年为周期的。后来,来自南极洲的冰芯给科学家提供了新的线索。冰芯显示出气温与温室气体的浓度存在紧密的关联。

　　于是,新的可能性是:阳光的微小变化对地球气候的影响被二氧化碳的上升给大大加剧了。但对于这种可能性,支持性的证据仍然缺乏。就像前面提到的那样,冰芯和海底沉积物的时标并不可靠,科学家无法确定事件与事件之间究竟谁先谁后,谁引发了谁。