黑科技 科学 5600万年地球最热的时候温度比现在高10度,起因是地球轨道的变化

5600万年地球最热的时候温度比现在高10度,起因是地球轨道的变化

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我们的星球正在变暖,这是不争的事实。但是,这并不是我们星球历史上最热的时候——在数百万或数十亿年前的不同时期,地球比现在温暖得多。其中最引人注目的一次「热潮」发生在5600万年前的古新世–始新世气候最暖期(Paleocene-Eocene Thermal Maximum, PETM),这是一个相对短暂的异常变暖时期,在此期间,原本就远高于平均气温(约+5度)的情形下在短短几千年的时间里再度往上飙升了约摄氏5度,到处都是热带气候,两极完全没有冰帽。

5600万年地球最热的时候温度比现在高10度,起因是地球轨道的变化插图
图说:透过测量氧同位素的半衰期,得知6,500万年来的温度变化,图的左上方明显的突起处即为PETM。

这种现象对生命的影响是戏剧性的,海洋生物因无法在温暖的海水中生活而大批死亡;与此同时,哺乳动物从中受益,在随后的千年里迅速扩张和演化,为包括人类在内的未来物种奠定了基础。

虽然大气中的碳确实加剧了气温的上升,但是PETM的高温并不是由大气中的碳所引发的。相反地,夏威夷大学和乌特勒支大学(Utrecht University)的一组科学家发现,这是天文和陆地的综合条件作用下,将我们星球的气候推向崩溃的边缘。他们在《科学》期刊上的发表,加深了我们对地球轨道变化如何影响气候的理解,它还为我们当前的全球暖化提供了一个罕见的历史先例。

地球轨道并不如想像中是完美、稳定的圆,我们绕太阳的路径实际上看起来像一个稍微被压扁的椭圆。这称为偏心现象,它随着时间的推移会发生可预测的变化,或多或少会被挤压成一个有规律的周期。不过,夏威夷大学海洋学家理查•泽贝(Richard Zeebe)说,这种偏心的程度对气候有明显的影响。研究团队利用南大西洋的沉积物核心来追踪地球在PETM时期的偏心率,透过观察沉积物的种类,他们发现了一种有规律的模式,这种模式与轨道偏心周期的模式一致,因此它们是地球轨道变化一个很好的证据。

通过这种方法,他们能够精确定出PETM的突然高温,当时地球的轨道正处于偏心率极大的位置。Zeebe说,一个偏心率大的轨道意味着更高的太阳辐射,导致气候变暖是有道理的,那时地球的气候已经很热了,而这也意味着它可能替PETM做出了正回馈效应,偏心率的改变仅仅是改变了太阳辐射量的提升,但不仅如此,当时的全球陆地正处于撕裂时期,大量熔化的岩石、热从陆块中涌出,并加热富含碳的沉积物,使得海洋酸化,大量海洋生物死亡,两极冰帽的永冻土中的死亡生物也开始腐烂,两者均释放出大量甲烷,这种气体的温室效应程度比二氧化碳高出21倍以上。

这种令人窒息的环境持续了大约17万年,比之前的一些估计要长。PETM的新解释本身就很有趣,它提醒我们,地球轨道的动力学可以对我们的生活产生真正的影响。但是,PETM作为一种理解当今气候变化的宝贵资源也是无价的,这是地球历史上为数不多的几个气候变得非常温暖、非常迅速的时期之一,在不久的将来我们可以期待一些线索可能被发现。

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作者: thinkou

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