冰河时期(冰河时期是怎么形成的)
近十年来,地球的温室效应越来越明显了,主要表现在全球平均气温在逐年上升,世界多地到了特定季节就会出现极端天气。今年5月,长江洪水来得比以往更早一些。5月26日,长江汉口站水文观测站发布消息,该站的水位已经突破25.05米,这一高度已经追平历史同期最高水平。不少气候专家指出,长江洪水的提前到来是温室效应影响的结果。
提前到来的不仅仅有长江洪水,还有高温干旱,美国加州、墨西哥以及我国台湾地区今年的干旱气候来得明显比以往都更早了,这让人们意识到温室效应已经越来越严重了。但就在今年1月13日,国外科学家提出了另一种匪夷所思的说法,他们认为地球可能即将面临小冰期的威胁,而小冰期的到来则是温室效应导致的。
如今几乎全球的气温都在不断攀升,南北极地区的冰川也在不断融化,实在难以让人相信地球即将进入小冰期。那么科学家拿出了什么证据来支撑他们的观点呢?下一次小冰期什么时候会到来?
温室效应的原理是什么?
首先让我们来了解一下温室效应的原理,很多人知道温室效应会让地球变得越来越热,但不知道其中的原因。现代科学研究表明,无论是宇宙中的物体还是地球上的物体,任何物体都辐射电磁波,而且物体的温度越高,他所辐射的波长就越短。而太阳的表面温度达到6000K,因此它辐射出来的波长非常短,科学家将其称为“太阳短波辐射”。
太阳短波辐射通过大气层照射在地面上,地面除了接受短波辐射升温之外,还在不断对外辐射电磁波,从而让地面散热。但由于地面本身的温度较低,发射出的电磁波波长比较长,因此这部分反射出去的电磁波被称为“地面长波辐射”。那么短波辐射和长波辐射有什么差异呢?最明显的差异体现在它们穿过地球大气的时候。
地球大气对太阳短波辐射来说几乎是透明的,即太阳辐射能以损失很少的代价进入大气层内。而大气层对地面长波辐射来说几乎是不透明的,它在不断强烈吸收长波辐射。由于大气层的温度比地面低,因此大气层在吸收地面长波辐射的时候还会再次向地面辐射长波辐射,其中达到地面的部分被称为“逆辐射”。
地面在接受逆辐射后会导致温度升高,之所以将地球现在的气候模式称为“温室效应”,就是因为大气层的这些特点导致被地面反射出去的长波辐射无法突破地球大气层去到宇宙空间,而是被大气层吸收后再次逆辐射回给地面。因此地球大气层就像温室大棚,而地面相当于被大棚罩住的地面。
谁才是引起温室效应的罪魁祸首?
随着地面向大气层排放的温室气体越来越多,大气层吸收长波辐射的能力越来越强,同时产生逆辐射的能力也越来越强。而地表的生物由于生存和发展需求,不断地向大气排放温室气体,因此地球的气候问题就变成了一个死循环,温室气体越多,温室效应越明显,地表温度的升高会促使地表生物进一步释放更多的温室气体。
那么在众多地球生物中,哪些生物对温室效应产生的影响最大呢?起初科学家们认为是自然动物,尤其是会反刍的动物,例如牛科动物和鹿科动物。动物在反刍的时候会将体内的温室气体一同带出体外,同时它们会通过放屁等方式排放体内的温室气体。此外,动物的排泄物在自然环境下分解也会产生甲烷等温室气体,因此动物是地球最早贡献温室气体的角色。
但在人类出现后,为大气温室气体作出贡献的主体就换成了人类,尤其是人类学会使用火后,利用火来烧东西,许多自然资源经过火烧后会释放二氧化碳等温室气体。在工业革命之前,人类主要通过烧火、集中处理排泄物等方式释放气体,工业革命后,人类产生温室气体的方式就开始变得多种多样了,因为人类不再简单地烧火,而是通过各种途径消耗化石能源。
石油被誉为“工业的血液”,它能够在许多工业场景中得到应用,其中大部分应用都需要通过燃烧石油或其提炼物来达到效果,而燃烧的过程会产生大量温室气体。进入电气时代后,人们所使用的电有一半都是来自火力发电厂,而火力发电厂则需要大量的化石能源来维持运作,这个过程也会持续释放出温室气体。
总而言之,现在我们已经不能将导致温室气体的罪魁祸首推到自然动物身上,人类应该担起这个责任,因为事实证明是人类活动加速了温室效应的发生。
为什么说地球即将进入新冰川期呢?
在温室效应处于鼎盛时期说地球将面临小冰期,估计大多数人都不会相信,即使这个观点是从科学家口中说出的。实际上早在2013年的时候,《自然》期刊上就刊登了一篇名为《南极冰山将触发冰河时代》的研究论文,该论文指出冰山的大量融化是温室气体造成的结果,而这一结果会在下一个历史时期触发全球气候突然变冷,这是他们对地质史中的地球温度变化进行深入研究后得到的结论。
该研究列出了近40万年地球气候变化的趋势图,从图中我们可以清晰地看到几个气候峰值,峰值过后又迅速衰退。横坐标是历史时间,纵坐标是温度,由此可知,地球气温的变化规律是:先冲上一个高峰值,然后再迅速降落下来。而不同时期的高峰值意味着当时地球正在经历温室效应,之后的迅速回落也导致地球进入冰期。
地球气候就是这样不断地反复变化,而现在的地球气候又处于一个新的高峰值阶段,未来的高峰值还会继续上升一段时间,按照气候演化规律,之后就很可能迅速回落,这意味着现在人类正经历着温室效应,以后还要承受冰期的发生。除此之外,2020年6月26日《科学》期刊上出现的一篇论文指出了导致地球变冷的另一原因。
该论文名为《全球变暖中大西洋经向环流减弱对气候的影响》,从题目中就可以知道大西洋经向环流减弱是影响因素。来自波茨坦气候研究所的科学团队通过长期的调查研究发现,和上世纪相比,如今大西洋经向环流已经减弱了15%,并且还可能在本世纪末继续减少34%~45%。
研究指出,这一环流是地球气候系统流通的重要环节,它维持着北极和赤道之间的热量交换。如果这一环流未来继续减弱,那么意味着北极和赤道之间的热量交换会不断减少,那么赤道和北极地区的气候将会逐渐固化,赤道地区越来越热,北极地区越来越冷,进而导致高纬度地区的气候逐渐恢复寒冷,寒冷气候从高纬度地区逐渐扩散到中纬度地区,甚至是低纬度地区。
下一次冰川期什么时候到来?
地质学家通过长期的地质考察发现,地球气候在过去曾出现过多次冷暖变化,气候寒冷的时候降雪量增加,导致大量冰川的形成,地球大部分面积都受到寒冷气候的影响而大幅降温,甚至被冰盖覆盖,这段时期被称为冰期。当气候变暖后,冰川冰盖会大规模消退,这一时期被称为间冰期。
2014年的时候,美国《发现》期刊上有文章表示,有迹象表明第五纪冰川期即将到来。而早在1996年的时候,当时全球多地出现了大风雪,之后一些加拿大科学家认为地球已经进入了一个新的冰川期。进入21世纪后,地球寒冷的气候越来越明显,2001年美国中西部地区出现了大量蜜蜂减少的灾难,经研究是气候变冷导致的,美国科学家认为这是第五纪冰川来临的体现。
至于下一次冰期会在什么时候到来,目前没有科学家能给出具体的答案,只能预测大致的趋势。因为地球气候系统太过庞大,影响气候变化的因素太多了,人类无法考虑到所有的因素。为什么将下一次冰期称为“第五纪冰期”呢?原因是地球过去已经发生过四次冰川期了,每一次冰期都将地球大部分面积都冰封了。
第一纪冰期发生在寒武纪,那次冰期导致澳洲、欧洲、亚洲和美洲都被冰封了。第二纪冰期发生在4.1亿年前,非洲、南美洲、欧洲等多个大陆被冰封。距离我们最近的一次是第四纪冰期,从250万年前一直持续到现在,不少地质学家认为我们现在还处于第四纪冰期中。如果第五纪冰期真的到来了,人类能否应对这一气候变化呢?