| 深海洞穴中的秘密(三)(图) |
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海天之间
在明白岩石精确地记录着海平面的升降时间以后,两位科学家又开始琢磨岩石是否也能告诉我们导致海面升降的冰河期为何来了又去。冰河期来去的根本原因,被认为是地球围绕太阳运行的轨道的形状和倾斜度的变化所导致的(见背景知识)。在数万年至数十万年时间里,轨道的形状从几乎是正圆形变成椭圆形,然后又变回来。地球自转轴的倾斜度也在发生着变化。这两种因素造成地球接收的太阳热量在地球表面的分布也发生周期性变化。20世纪20年代,塞尔维亚地质物理学家米兰柯维奇提出一种观点,认为地球何时处于冰河期或不处于冰河期,是由地球处于轨道周期中的哪一时期所决定的。
此后,天文学家十分精确地算出了地球轨道在过去数百万年间的变化情况,从而为确定地球处于冰河期和间冰河期的具体时段提供了依据。为了纪念米兰柯维奇,这种周期性变化被命名为“米兰柯维奇周期”。
重归大洋
当巴德和安托尼奥里把他们用石笋确定的海面升降时间与“米兰柯维奇周期”确定的时间作对比时,发现二者比较吻合。不过,这并不是说石笋或“米兰柯维奇周期”就能回答有关气候变化的一切问题。事实上,气候变化与“米兰柯维奇周期”之间的关系并非如此简单,因为实际上存在三个相互重叠的“亚周期”或“小周期”,它们的作用又因地球自身的反馈机制而变得更加复杂化。这些周期会引发一系列事件,其中大多数与地球大气中的二氧化碳以及冰面的反射能力有关,三个周期与气候之间的关联因此也就变得不那么简单了。 来自石笋的海面升降时间与用其他方法推算的时间存在差别,恰好证实了这种复杂性。石笋显示,倒数第2个冰期之后的海平面上升是在14万年前,比“米兰柯维奇周期”确定的时间早了数千年。为查明原因,安托尼奥里和巴德又将石笋显示的海面升降变化同大气中二氧化碳含量的历史记录作比较(这一记录完好地保存在取自南极沃斯托克湖中的冰芯中),结果表明,14万年前海面的上升同当时大气中二氧化碳含量的剧增有关。不过20.2万年前海面的上升却与大气中二氧化碳含量的增加关系不大,这可能是由于20.2万年前大气中二氧化碳的含量增加得很少的缘故。专家们推测,20.2万年前海面的上升主要受到了“米兰柯维奇周期”的影响,而14万年前的海面上升则还受到了大气中二氧化碳反馈热量的明显影响。
不过,现在还不能断定二氧化碳或冰面是否是导致冰期来去的重要因素。安托尼奥里所找到的石笋还不能确切回答这个问题,因为它所记录的历史不足以涵盖整个“米兰柯维奇周期”所包含的时段--44万年,这一时段是石笋所记录的历史的了两倍多。
于是,安托尼奥里打算重返大海,潜回自己所发现的海底迷宫,寻找更加古老的岩石。多年来,人们一直是通过花费不菲的极地探测和人造卫星成像来监测地球的气候变化。有谁会想到,仅仅是一些简单的潜水设备和一把毫不起眼的钢锯,也能完成人造卫星和极地探险才能完成的事呢? |
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