上世紀歐美宣傳「溫室效應」只是一個笑話，地球在冷與暖一直變化

現在科學界正在大聲疾呼，聲言地球日益被C〇2所污染，其後果是 所謂「溫室效應」，即地球猶如悶在玻璃花房中，溫度將逐漸增高，據說 到下個世紀初，全球平均溫度可能上升21度，這意味著南北極的冰山會 溶化一部分，海平面將升髙，一批沿海城市都將陷於汪洋之中。可是從 地球的長期氣候周期來看，這只不過是芝麻大的小事。原來地球一茸 處在冰期—冰間期(較暖和)—冰期的循環中。約在2萬年前，絕大部 分陸地都被厚厚的冰層所覆蓋，某些地方，冰層厚達幾千米。由於大量 的水囤於冰中，那時的海平面要比現在的低100多米。

一個多世紀來，許多科學家企圖解釋冰期的成因，但未獲圓滿的解 答。直至最近，研究者根據冰期循環這一現象，分析了南極和格陵蘭冰 帽中的氣泡，揭示出冰期的大氣成份與現今的大不相同，特別是飽含著 溫室氣體和塵粒，所有這些，在冷卻地球中起著重要作用。

一項最有成果的研究，是前蘇聯和法國聯合開發的伏斯托克鑽孔。 這是一項極為艱辛的工作，他們花了 14年的工夫，在冰天雪地的南極 洲，挖掘一個據說是當時世界最深的人工洞穴，並從深處取得一個長達 2公里的冰芯。為何要在深處取冰,原來那裡的冰層含有10多萬年前 的大氣樣品。他們在1988年把它運到法國地球物理和冰河學實驗室 進行研究。

伏斯托克冰芯的取得，被譽為20年來這一研究領域中最大的成 就。它隱藏著有關南極和世界其他區域16萬年來的氣候信息。這一 時間跨度十分重要，因為它覆蓋了一個大於完整冰期的時間。我們現 在處在一個冰期結束以後的冰間期，而這個冰芯經歷了最近一個長達 10萬年的冰期;此外，還有其他四個來自南極和格陵蘭的大冰芯，但它 們的年齡比不上前者。

在上述這些冰芯中，含有許多氣泡，而這些氣泡，保存了冰期的大 氣樣品，使得科學家第一次看到了大氣在冰期循環中所起的巨大作用。 在研究了冰芯後，科學家找到了一個冰期循環的模式:地球慢慢地進人 了延續約10萬年的冰期,此時冰川橫行，到處皆冰；爾後在一個短暫的 冰間期中，氣候轉暖。我們今天正享受著這個短暫的暖期，現今的冰間 期約始於1.1萬年前，它將再繼續上萬年的時間,然後再度進人寒冷世 界。這樣看來，冰暖相互交替，但嚴寒占上峰，構成了 5:1的時間比例。

那麼究竟是什麼原因引發了這種冷暖循環呢？大部分科學家認 為，這起因於地球軌道形狀的變化。但在作了深人研究後，人們感到軌 道效應雖是一個「最初一擊」的力量，但由此引起的日照面變化則對地 球溫度的影響甚微，僅0.4弋;更為奇妙的是，為何冰期的時期是10萬 年左右，而在對應的地球軌道變化中，10萬年卻是變化最小的一種 周期。

現在科學家面臨兩個難題:按軌道效應，溫度變化並不大，那麼是 通過什麼放大機制，從而使地球變得冰川鋪地;又是什麼原因，使得地 球對10萬年周期如此敏感？

科學家的研究從地面開始，進而轉向天上，現在再一次回到地面， 重新研究冰層——過去長期覆蓋1/4大陸面積,是冰期的標誌。他們 設想，當地球軌道發生變化,我們這顆行星上的敏感區域，首先受到日 照面變化的影響。具體地說，在夏季，若加拿大北部日照減弱，那麼其 冬季留下的積雪將終年不化。如此這般地年復一年，這個區域本來冬 積夏溶的冰層,現在一年一年地擴大，最終可向南伸展直至美國紐約。

這一大規模的冰川，顯然成了寒冷的放大器。原先日照面變小僅限於 加拿大北部，相應地變冷的地方也僅限於那一區域，可是隨著冰川曰益 擴大，它在更大面積上反射日光，這就大大降低氣溫，因而十分顯著地 加劇了軌道效應。

大面積的厚冰層也可解釋10萬年周期，因為冰層變厚，它下面的 大地被壓得慢慢下沉。甚至在今天，我們還可以見到一個證據:斯堪的 那維亞半島和其他一度埋於厚冰之下的區域，它們今天因釋去了冰層 的重負，而在緩慢地升起。由於地殼對冰的壓力反應很慢，在時間上， 它是一個幾萬年數量級的過程。一些專家提出，地質學上的惰性時間， 可能將氣候變化時間調節到10萬年的周期上。

儘管用冰層和其他物理機制來解釋冰期的過程相當成功,但最近 由伏斯托克冰芯的研究揭示出，化學物質和生命物質的變化，也是這種 大氣候循環的重要媒劑。

科學家們發現，在大氣成份變化中，C〇2並不是唯一的參與者，其 他物質，如甲烷和硫酸鹽粒子也是如此，它們的密度水平與溫度密切相 關。在冰期中，甲烷降低而硫酸鹽粒子處於峰值。從冰芯中可看到，這 些塵粒在南極洲有較多積累。在眾多而複雜的因素中，理清了這些物 質跟溫度的關係後，其原因幾乎不解而自明。因為C〇2等皆屬溫室氣 體的成份，有助於加熱大氣;而硫酸鹽粒子則相反，它具有促進雲層生 成的作用,進而助長雲層對日光的反射，而使大氣冷卻。

大氣中這些化學成份的變化，代表了冰期世界有關狀態的信息。 理論家和電腦專家合作，利用這些數據，在電腦上作模擬試驗，十分逼 真地重現了這種大氣候系統的周期變化。令人感興趣的是，大氣與溫 度的變化，似乎默契合作，配合得十分巧妙。例如，冰間期開始時，氣溫 即上升，溫室氣體的密度也增加。它們之間的關係是如此「親密」，以致 科學家碰上了一個「雞和蛋」的問題，很難搞清誰先誰後。這一過程似 乎是這樣的：隨著日照面的變化，引起了大氣成份的變化，繼而全球溫 度發生變化;反過來看,最初溫度變化對大氣有影響，繼而大氣作為一 種溫度放大器，發揮其作用。

科學家們相信，化學物質的變化，具有很大的意義。其中C〇2的變化似乎更關鍵。這使得人們立即想到海洋，因為大氣中C〇2的含量僅 及海洋的1/50。他們的研究也的確看到，海洋中CO2的含量，與冰期 中C〇2密度的起伏緊密相關。既然海洋參與這一大氣候系統，那麼海 洋中的生物也不甘落後。許多電腦模擬說明了海洋生物的光合作用如 何影響了氣候，且在冰期開始時，海平面和洋流都有變化，浮游生物可 能大量繁殖。它們的光合作用，使得大氣中的C〇2含量減少，從而促進 了全球趨向寒冷。不僅如此，它們還有可能產生硫化物，這些分子一旦 進人大氣，即形成硫酸粒子，促進雲層的擴大而反射更多的日光。

科學界還不能說已徹底搞清冰期循環之謎,但基本上已搞清其輪 廓，地球軌道效應僅是其因素之一。現在可看到，它的成因要複雜得 多，既有天文的，也有地質和物理的，最後生物學因素也來湊熱鬧。

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