想象一下芝加哥的天際線，在將近3公里的冰層下，這就是上一個(gè)冰河時(shí)代頂峰時(shí)的風(fēng)景。在地球近代地質(zhì)歷史范圍內(nèi)，這不會(huì)是如此不同尋常的景象。在過去的260萬年(或者說所謂的第四紀(jì)時(shí)期)，地球經(jīng)歷了50多個(gè)冰期，其間有更溫暖的間冰期。

但是什么導(dǎo)致冰蓋和冰川周期性膨脹呢？冰期是由一系列復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的因素驅(qū)動(dòng)，包括地球在太陽系中的位置以及更多局部影響，如二氧化碳水平，科學(xué)家們?nèi)栽谠噲D了解這個(gè)系統(tǒng)是如何工作的。

特別是因?yàn)槿祟悓?dǎo)致的氣候變化可能永久性地打破了這個(gè)循環(huán)。直到幾個(gè)世紀(jì)前，科學(xué)家才開始識(shí)別過去深冰凍的跡象。19世紀(jì)中葉，瑞士裔美國(guó)博物學(xué)家路易斯·阿加西(Louis Agassiz)記錄下了冰川在地球上留下的痕跡，比如不合常理的巖石和被稱為冰凍的巨大碎片堆，他懷疑古代冰川攜帶并推動(dòng)了很長(zhǎng)一段距離。到19世紀(jì)末，科學(xué)家們已經(jīng)確定命名了四個(gè)發(fā)生在更新世時(shí)期的冰河時(shí)代，從大約260萬年前一直持續(xù)到大約11700年前。然而，直到幾十年后，研究人員才意識(shí)到這些寒冷時(shí)期的到來，有更多的規(guī)律性。

對(duì)冰河時(shí)代周期的理解上，一個(gè)重大突破出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代，當(dāng)時(shí)塞爾維亞天體物理學(xué)家米盧廷·米蘭科維奇提出了后來被稱為米蘭科維奇周期的理論，這是對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的洞察，至今仍被用來解釋氣候變化。倫敦大學(xué)學(xué)院古氣候?qū)W教授馬克·馬斯林(Mark Maslin)解釋說：米蘭科維奇概述了地球軌道相對(duì)于太陽變化的三種主要方式。這些因素決定了有多少太陽輻射(熱量)到達(dá)地球。首先，地球繞太陽運(yùn)行的軌道呈偏心形狀，從近圓形到橢圓形，周期為96000年，之所以會(huì)有這樣的凸起，是因?yàn)槟拘钦嘉覀兲栂蒂|(zhì)量的4%，

具有強(qiáng)大的引力效應(yīng)，這會(huì)使地球的軌道向外移動(dòng)，然后又回到原地球軌道。第二，地球的傾斜，這就是地球有季節(jié)的原因。地球自轉(zhuǎn)的傾斜軸意味著一個(gè)半球總是遠(yuǎn)離太陽(導(dǎo)致冬季)，而另一個(gè)半球則傾向于太陽(導(dǎo)致夏季)。這種傾斜角度以大約41000年的周期變化，這改變了季節(jié)的極端程度。如果(軸線)更直立，那么夏季當(dāng)然會(huì)變得不那么暖和，冬天也會(huì)變得不那么寒冷。第三，地球傾斜軸的擺動(dòng)，地球的運(yùn)動(dòng)就像一個(gè)旋轉(zhuǎn)陀螺。

發(fā)生的情況是，地球的角動(dòng)量一天一圈又一圈地快速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致軸線也在擺動(dòng)，這種擺動(dòng)發(fā)生在20000年的周期中。涼爽夏季軌道條件是冰河時(shí)代特別重要的前兆，冬天總是會(huì)有冰，為了建立一個(gè)冰河時(shí)代，需要讓一些冰塊在夏天保存下來。但是，要過渡到冰河時(shí)代，僅有軌道現(xiàn)象是不夠的。冰河時(shí)代的實(shí)際原因是氣候系統(tǒng)中的基本反饋，科學(xué)家們?nèi)栽趯ふ腋鞣N環(huán)境因素如何影響冰川和冰川消融，但現(xiàn)在新的研究表明，大氣中的溫室氣體水平起著重要作用。

例如，德國(guó)波茨坦氣候影響研究所的科學(xué)家已經(jīng)表明，過去冰河時(shí)期的爆發(fā)主要是由二氧化碳的減少引發(fā)，由于人類造成的排放，大氣中二氧化碳的急劇增加，可能已經(jīng)抑制了下一個(gè)冰河時(shí)代的開始，長(zhǎng)達(dá)10萬年。與地球上其他任何力量不同，冰河時(shí)代塑造了全球環(huán)境，從而決定了人類文明的發(fā)展，例如，我們把肥沃的土壤歸功于最后一個(gè)冰河時(shí)代，它也塑造了今天的景觀，留下了冰川和河流，形成了峽灣、冰河和湖泊。然而，今天決定地球未來發(fā)展的是人類燃燒化石燃料所產(chǎn)生的各種排放。

博科園｜文：Megan Gannon/Live Science

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