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约1500万年前，大气中二氧化碳的浓度介于百万分之四百至六百之间，在此期间，南极洲周围不存在海冰。如今南极周围虽被海冰围绕，但受到气候变化的严重威胁。 近日发表在《自然地质科学》上的一篇研究报告指出，随着二氧化碳浓度突破百万分之四百，全球气候对地球自转轴倾角的反应将变得更加敏感。若二氧化碳浓度高、自转倾角加大两个条件同时具备，将对厚达数公里的南极冰盖造成致命性打击。 4万多年来，地球自转轴倾角一直在不断变化，就像一把安乐椅般前俯后仰。目前该倾角约为23.4度，但它一度曾小至22.1度，或大至24.5度。自转轴倾角决定了阳光直射地面的时间和位置，因此会对气候造成影响。 为重新构建南极冰盖对自转轴倾角的反应历史，威斯康星大学考古气候学家斯蒂芬·梅耶斯和其他研究人员利用了两个有关地球气候历史的信息来源。一个是名叫“底栖有孔虫”的单细胞生物留在海底的碳酸钙。该生物分泌出的碳酸钙外壳，相当于留下了一份遍及全球、持续不断的海洋与大气化学记录。另一个是南极周围的沉积物记录。这些沉积物由海底钻取，同样记录了过去的气候信息。 利用从这两处来源获取的数据，研究人员成功拼凑出了3400万～500万年前的南极历史。勒维指出，南极的首个大型冰盖约形成于3400万年前，而常年存在的海冰一直到300万年前方才成为常态，正是在300万年前，二氧化碳浓度跌落到了百万分之四百以下。 从3400万年～2500万年前，大气中的二氧化碳浓度在百万分之六百至～百万分之八百，且南极的大部分冰都位于陆地上，不与海洋接触。在这一时期，南极洲冰盖的变化对地球自转轴倾角相对来说并不敏感。在1300万～500万年前，二氧化碳浓度再次下降，达到了百万分之二百左右。此时海面浮冰变得更加普遍，冬季可在整个开放海域构成一层冰壳，只有夏天才会有所变薄。在这一时期，冰层对地球自转轴倾角的敏感度进一步下降。 目前，科学家尚不清楚冰盖为何对自转轴倾角的敏感度会发生变化，不过答案似乎与冰盖和海洋之间的相互作用有关。当倾角较大时，极地地区温度更高，赤道与两极之间的温差相对较小。因此风和洋流规律也会随之变化，最终导致更多温暖的海水流向南极边缘。 当冰盖主要位于陆地上时，海水并不会触及冰盖。一旦冰盖与海水接触，温暖的海水便会造成重大影响。海上浮冰似乎能挡住一部分海水，减缓冰盖的融化趋势。但如果二氧化碳浓度足够高、致使海水浮冰纷纷融化，这些暖流就如入无人之境。在这种情况下，地球自转轴倾角的影响似乎便可达到最大。上次这种情况约发生在2450万年～1400万年前。 从这段历史来看，南极的未来恐怕不容乐观。2016年，地球大气中的二氧化碳浓度超过了百万分之四百，并将永久维持在这一水平之上。勒维指出，假如人类对二氧化碳排放不加以控制，到了下个世纪时，大气中的二氧化碳浓度便会接近历史上自转轴倾角对冰盖融化速度达到最高峰时的二氧化碳浓度，南极周围将不存在全年浮冰。假如温室气体排放照现在这样持续下去，“南极脆弱的海上冰盖会感受到目前较大的自转轴倾角的影响，南极边缘的海洋变暖也会继续加剧。”勒维表示。 （逍遥客） |
