地球会不会再次进入冰河世纪?史前冰河世纪是如何形成的?

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地球会不会再次进入冰河世纪?史前冰河世纪是如何形成的?

图片:《冰川时代 4》

项校长,公众号:规划科学说

动画电影《冰河世纪》讲的是第四纪大冰期。大冰期是指地球上气候寒冷,中、低纬度地区有时也有强烈冰川作用的地质时期。

第四纪大冰期约从 200 万年前开始。其结束时间还存在争议,有人认为我们目前还生活在第四纪大冰期中,有人认为第四纪大冰期已结束。在寒冷的第四纪冰期时,南极大陆与格陵兰岛形成了永久性的冰盖,欧洲、北美与西伯利亚西北部存在大型大陆冰盖。北极地区的冰盖向中纬度地区大幅度扩张,最强盛的时候到达过北纬 57 度,某些地方冰盖的厚度达 2 千米。在距今 1.8 万年前的第四纪冰川最盛时期,年平均气温大约比现在低 15℃。那时,可真的是“千里冰封,万里雪飘”了,望天地之间,惟余莽莽。第四纪大冰期有几次冰期。冰期之间的间冰期时,气候转暖,冰川融化,甚至整个极地冰盖都会融化,海平面上升,大地又恢复了生机。

第四纪大冰期不是地球历史上唯一的一次大冰期。地球形成以来,全球至少出现过 5 次大冰期,分别出现在距今 24 亿年前到 21 亿年前、8.5 亿年前到 6.3 亿年前、4.6 亿年前到 4.3 亿年前、3.6 亿年前到 2.6 亿年前以及第四纪大冰期。

6.3 亿年前地球变成“雪国”,冰雪阻断了海水与大气的接触,二氧化碳很少被溶解。同时,由于当时强烈的火山爆发,喷发出了大量的二氧化碳气体,使得大气中二氧化碳浓度越来越高,温室效应越来越明显。最终地球这个大雪球仅仅用了数百年的时间就融化了,当时的气温可能飙升到 40℃以上,甚至可能达到 50℃。

地球为什么会进入冰期?塞尔维亚有一位天才的地球物理学家、天文学家米卢廷·米兰科维奇(Milutin Milankovich)。他从小就表现出出众的数学天赋,他大学学习的是土木工程,他在贝尔格莱德大学担任应用数学、古典力学、天体力学、理论物理学的教师。米卢廷·米兰科维奇因为有扎实的数学、天文学功底,便从全球尺度上研究了日射量与地球气候之间的关系。地球绕太阳运转的轨道受到木星、土星的影响,形状从接近圆形到轻度的椭圆,变化周期约为 10 万年。地球的转轴是倾斜的,倾角最小为 22.1°,最大为 24.5°,一个变化周期为 4.1 万年。地球岁差周期约为 1.9 万年~2.3 万年。过去 70 万年的冰期、间冰期变化周期恰好与上述几个周期相符合。这难道仅仅是巧合吗?于是,米卢廷·米兰科维奇提出了米兰科维奇循环(Milankovich cycles),认为地球冰期开始、结束的原因与地球轨道的变化有关。

也有人认为冰期是由板块运动造成的。我们都知道,北风呼呼的吹,雪花飘飘洒洒;而南风一来,则是春风吹又生。高山影响了季风,进而影响了气候。比如板块运动造成的青藏高原,是一个巨大的挡风墙,它挡住了北方大陆的寒流南下,也挡住了南亚温暖潮湿空气的北进,使得青藏高原以北地区气温降低。北美洲的科罗拉多高原和青藏高原具有类似的作用。同时,板块运动还会导致大量的火山爆发。火山喷出的火山灰进入大气层会遮挡阳光,降低地球温度。

上述两种理论都是围绕地球本身来解释冰期形成的原因。有科学家不满足于此,从银河系的角度来看待地球冰期的问题。他们发现,太阳系在银河系旋转,当地球的磁场与银河旋臂磁场极性相同时,正是地球的大冰期。因此,他们认为地球进入冰期与太阳系在银河系中的位置有关。

关于地球冰期的成因,除了上述三种理论外,还有其它的很多理论。目前,有越来越多的科学家认同米兰科维奇循环理论,因为该理论有越来越多的证据支持。

从上述来看,地球理论上会再次进入冰河世纪,只是时间问题。「你见,或者不见我,我就在那里」。

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