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在讨论地质历史时期的温度与今日的全球温度变化时,拿准时间的尺度是非常重要的第一步。这是因为地球气温的变化受到多种不同尺度因素的影响,如果在不同的控制因素下进行比较,结论势必会出现偏差。
有哪些因素能够控制地球的气温呢?
直接的外部因素自然是地球接受的太阳辐射量,而它的影响因素则包括太阳自身活动的强弱、地球大气层气溶胶对太阳能量的反射、地球高纬地区冰盖对阳光能量的反射、温室气体保温效应的强弱这四大因素;内部因素则包括洋流系统的波动、海区厄尔尼诺/拉尼娜效应的影响等。
年际尺度上,地轴倾角引起阳光直射点的变化,直接造成太阳辐射量不均匀造成气温变化产生四季;
五年尺度上,厄尔尼诺/拉尼娜效应同样在这个尺度发生变化;偶尔发生的剧烈火山喷发也会在之后的几年里造成降温事件,例如1815年印尼坦博拉火山的剧烈爆发让1816年成为历史上有名的无夏之年。
五十年尺度上,厄尔尼诺效应、拉尼娜效应的周期性出现让北半球从未消停过,而太阳黑子活动周期也在这个尺度对太阳辐射产生影响。
五百年尺度上,人类工业化的影响体现的淋漓尽致——温室气体二氧化碳含量的节节攀升与平均气温的升高非常吻合,重点在于其他因素并没有产生显著的变化。成因尚不明确的周期性小冰期也开始显现出它的威力。
五千万年的尺度上,主要的影响因素转变为板块运动引起的大规模造山活动:新鲜山脉暴露大量岩石,岩石风化吸收大气的二氧化碳,引起温度下降。换句话说,自恐龙时代以后,由于阿尔卑斯—扎格罗斯—喜马拉雅造山系统的快速隆起,整个新生代的气温都在逐渐下降。南北极冰盖的出现,也在数千万年的时间尺度上让地球变得更冷。
五亿年的尺度上是什么样的变化?
这个时间尺度要复杂的多。一方面要考虑板块活动在亿年尺度的影响,另一方面还要考虑植物活动在亿年—千万年尺度的影响,还要考虑太阳自身活动性的变化。自从植物在晚志留世登陆以来,它们在陆地上疯狂繁衍,大量吸收二氧化碳,并最终与石炭纪启动的盘古陆拼合事件一起将地球气温推向谷底;二叠纪以来,由于构造活动逐渐减弱,造山活动规模减少,或许还可以算上西伯利亚大火成岩省的影响,全球气温逐渐回升;经过了三叠纪的降温后,侏罗纪以来,随着太平洋板块开始向两侧陆地俯冲和大西洋的拉张,盘古陆的分界加剧,大量的火山活动向大气释放温室气体,把全球的温度推向五千万年的最高点,然后重新开始变冷。
了解了最近5亿年地球温度的变化以后,再回过头看看问题:
恐龙时代的高温与现代的变暖有什么区别?
区别很大。恐龙生活的时代是三叠纪至白垩纪,它们存在的两亿年间,是地球温度在三叠纪下降后,进入了一个新的亿年尺度的大升温,板块运动主导了这两亿年中的温度升高。理论上,这两亿年中也必然存在时间尺度更小的温度波动,但如此古老的地质记录无法解读出来。
人类生活的时代,是一个长达五千万年的板块运动主导之降温的时期,往更小了说,是一个特别冷的末次冰期结束后快速升温后缓慢下降的时期。工业活动造成了百年尺度的气温升高,在整个新生代的尺度来看微不足道,但对人类这一物种的生存却有着难以预计的影响。
恐龙时代的高温,是纯粹的自然因素主导;人类时代的变暖,是这颗星球首次出现生物活动释放化石碳库造成变暖。而且据估算,现在变暖的速率要大于PETM(古近纪极热事件)的升温速率,后果有多可怕,我们却还一无所知。
云舞空城
那个时期具体如何,是依据化石,还有土层中各种生物残留层做推测。
侏罗纪白垩纪时,氧气含量高,温度高,湿度大,而且正是大陆分离时期,整体植物生长茂盛,海平面也比较高,所以生机勃勃。植物不断汲取二氧化碳,植物被掩埋形成煤炭,动物死亡后也被掩埋最终形成石油。
今天的气候变暖,是冰河世纪后人类工业活动造成地下暂时退出循环的碳被释放。可这只是理论而已,如何证实呢?
或者,只有形成更多证据之后才能被证实。