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为什么冰河时代会发生?

(©MARK GARLICK/科学图片库via Getty Images)

想象芝加哥的天际线。现在想象一下在将近2英里(3公里)的冰下。这就是上一次冰河时代的顶峰时的地貌。

在地球最近的地质历史范围内,这不会是如此罕见的景象。在过去的260万年(或所谓的第四纪)中,地球经历了50多个冰期,中间是温暖的间冰期。

,但是什么导致冰盖和冰川周期性扩张?冰期是由一系列复杂的、相互关联的因素驱动的,包括地球在太阳系中的位置和更多的地方影响,比如二氧化碳水平。科学家们仍在试图了解这个系统是如何工作的,特别是因为人类引起的气候变化可能已经永久性地打破了这个循环。[地球以前有这么热吗?]

直到几个世纪前,科学家们才开始认识到过去深冰层的迹象。19世纪中叶,瑞士裔美国博物学家路易斯·阿加西(Louis Agassiz)记录了冰川在地球上留下的痕迹,例如他怀疑远古冰川携带和推挤了很长一段距离的错位岩石和巨大的碎片堆,称为冰碛。到19世纪末,科学家们命名了四个冰期发生在更新世,从大约260万年前持续到大约11700年前。然而,直到几十年后,研究人员才意识到,这些寒冷的时期有了更多的规律性。

对冰河期周期的理解有了重大突破,是在20世纪40年代,当时塞尔维亚天体物理学家米卢廷·米兰科维奇提出了后来被称为米兰科维奇周期的概念,即对地球运动的洞察伦敦大学学院(University College London)古气候学教授马克马斯林(Mark Maslin)在接受《生活科学》(Live Science)采访时说:

米兰科维奇概述了地球轨道相对于太阳变化的三种主要方式。这些因素决定了太阳辐射(换言之,热量)到达行星的程度。

首先,地球绕太阳公转的轨道形状是偏心的,在96000年的周期中,从近似圆形到椭圆形不等它之所以会膨胀,是因为木星,占我们太阳系质量的4%,具有强大的引力效应,它将地球的轨道向外移动然后向后移动,”马斯林解释道。

其次,是地球的倾斜,这就是我们有季节的原因。地球自转的倾斜轴意味着一个半球总是倾斜远离太阳(造成冬季),而另一个半球倾向于太阳(导致夏季)。马斯林说,这种倾斜的角度以大约41000年为一个周期变化,这改变了季节的极端程度。”如果(轴)更直立,那么夏天就不会那么暖和了,冬天也会少一点冷。”“KdSPE”“KDSPs”第三,地球倾斜轴的摆动,就像它是旋转陀螺一样。所发生的是,地球一天中一圈一圈的角动量使轴心也摇摆不定,”马斯林说。这种摆动发生在20000年的周期中。

Milankovitch指出,凉爽夏季的轨道条件是冰期的重要前兆“冬天你总会有冰的,”马斯林说为了建立一个冰河时代,你需要让其中一些冰在整个夏天存活下来。

,但是,要过渡到一个冰河时代,光有轨道现象是不够的。马斯林说,冰期的真正原因是气候系统的基本反馈。科学家们仍在讨论各种环境因素如何影响冰川作用和冰消作用,但最近的研究表明,大气中的温室气体水平起着重要作用。

例如,波茨坦研究所的科学家们在德国的气候影响研究(PIK)已经表明,过去的冰河期的启动主要是由二氧化碳的减少触发的,大气中二氧化碳的急剧增加,因为人类排放的排放,可能会抑制下一个冰河期的开始,达到100,1000年前,

“和地球上其他任何力量一样,冰河时代塑造了全球环境,从而决定了人类文明的发展,”时任PIK主任、其中一项研究的合著者汉斯·约阿希姆·舍尔恩胡伯(Hans Joachim Schellnhuber)在2016年的一份声明中说例如,我们把肥沃的土壤归功于上一个冰河时代,这个时代也雕刻出了今天的风景,留下了冰川和河流,形成了峡湾、冰碛和湖泊。然而,今天决定地球未来发展的是人类燃烧化石燃料所产生的排放物?银河系有多大?为什么地球会旋转?”

“关于生命科学的原始文章”

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