欧洲500年严寒之谜破解：火山爆发引发小冰河期

文章来源：中国科学报 赵路 发布时间：2012-02-02

画家Pieter Bruegel the Elder的作品描绘了欧洲人在1600年前后溜冰的景象。

图片来源：Pieter Bruegel the Elder (1601)/The Gallery Collection/Corbis

    长期以来，科学家们一直在争论，是什么让欧洲陷入了长达500年的寒流——这种颤栗直到一个世纪前才刚刚结束。是因为暂时没有黑子而导致的昏暗的太阳，还是因为一次火山喷发扬起的尘埃遮蔽了太阳？抑或是太阳和火山“合谋”导致了这个小冰河期？如今，通过对小冰河期开始时死掉的植物进行分析，研究人员将罪过单独锁定在火山爆发身上。

    破解这一气候侦探故事的障碍在于无法确定小冰河期开始的时间。因此美国博尔德市科罗拉多大学的地质学家Gifford Miller和他的同事，分析了他们所能找到的最好的气候记录——加拿大巴芬岛冰帽退缩后露出的完好无损的植物。碳测年分析显示，大部分的植物死于1275年至1300年之间，此时北极冰层突然扩张到一度被绿色植物覆盖的地带。突然变冷的相同迹象也出现在13世纪晚期由冰川水形成的一个冰岛湖泊的沉积物中。

    高纬度地区的这两个变冷信号与4座热带火山的异常爆发活动相一致。根据冰芯记录，每一座火山都向同温层中释放了超过100万吨的含硫尘埃，在这里它们能够阻碍阳光并使地球表面变冷。Miller和同事将小冰河期开始与大规模火山爆发的同时出现视为后者引发前者的证据。

    在这项研究中，Miller和同事还进行了一些气候建模研究，旨在搞清接二连三的火山爆发会对气候造成何种影响。在一个涉及北极海冰的气候模型中，研究人员发现，反复的火山爆发冷却了沿着格陵兰东海岸向南前进的海冰。它的融化造成表面海水盐度降低，从而减少了海洋的混合，并最终冷却了返回北极地区的海水。通过促进更多海冰的形成，这些更冷的海水完成了一个反馈回路。至少在一些运行的模型中，这一反馈回路使得欧洲在几个世纪中逆风保持了这种寒冷的气候。

    研究人员在1月31日出版的《地球物理学研究快报》上报告了这一研究成果。

    并未参与此项研究的纽约市美国宇航局（NASA）下属戈达德空间研究所的气候科学家Gavin Schmidt表示：“我认为小冰河期在13世纪晚期突然开始可能源于火山爆发。”他说，巴芬岛和冰岛气候记录的一致性令人信服，但他认为建模研究还存在一些缺陷。Schmidt说：“我还不能确信这是随后几个世纪气候变化的原因。”他解释说，单一模型的运行不足以证明一次由火山爆发导致的变冷何以在几个世纪中锁定地球的气候。

温室气体排放延长间冰期

作者：P. C. Tzedakis 来源：《自然—地球科学》 发布时间：2012-1-13 9:22:46

    英国一项最新研究说，如果没有人类排放的大量温室气体，下一个冰河世纪很可能会在1500年内到来，但现在大气中二氧化碳的浓度决定了它不会在这个时间段内到来。研究人员表示这个成果不能被用作支持排放温室气体的证据。

    英国剑桥大学等机构研究人员在新一期《自然—地球科学》上报告说，过去在两个冰河期之间的间冰期长度约为1.1万年，而我们目前所处的这个间冰期长度已经达到了1.16万年。决定冰河时期是否到来的因素很复杂，一个主要影响因素是地球绕太阳运行位置和地球自身倾角的变化，这会导致地球接受阳光热量的变化，从而形成冰河期和间冰期的循环。

    研究人员分析了当前地球的状况，发现它与78万年前的一个间冰期非常相似，如果没有人类的影响，地球还像过去那样运行，当前的间冰期会在1500年内结束，下一个冰河世纪随之到来。

    但是，数千年的人类活动使温室气体排放量大幅增长，由此造成的温室效应阻止了下一个冰河期的到来。计算显示，如果下一个冰河期要到来，大气中二氧化碳浓度需要低于240ppmv（1ppmv为百万分之一浓度，按体积计算），而现在大气中二氧化碳浓度已经高达390ppmv。

    研究人员特别指出，这项研究结果与现在热议的全球变暖问题之间其实关系不大，现在面临的问题不是说要阻止变冷，而是地球正变得越来越热。在冷和热的不同大前提下讨论温室气体的作用，是两件非常不同的事情。（来源：新华社 黄堃）