地球将要进入冰河时代? 黄土给你答案

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大家好，我是情报组的田老师，不是田老师红烧肉的田老师，是中科院地质学博士后的田老师。

著名物理学家史蒂芬.霍金在 2011 年接受美国著名知识分子视频共享网站 BigThink 访谈时

曾预言地球将在 200 年内毁灭，而人类如果想存活，必需移居其他星球。

以下是霍金预言的时间表：

2032 年地球进入冰河时代，全球变冷。

2060 年人类必须离开地球。

2100 年人类进入外太空，新人种出现。

2215 年地球将面临毁灭。

2600 年地球变成炽热的“火球”。

霍金预言2032年地球进入冰河时代，这是真的吗？但是距离 2032 年只有短短的 15 年，我们只能等待时间的验证。

英国《自然》杂志发表了中国科学院地质与地球物理研究所研究员郝青振等人的研究成果：

在国家自然科学基金的持续资助下，郝青振团队根据对我国第四纪黄土的研究揭示，北半球每 40 万年会经历超长的温暖气候期，这与地球运转轨道变化具有 40 万年周期，引起北半球太阳辐射变化幅度减少有关。

由于当前地球正开始经历新一轮的太阳辐射变幅最小期，即使不考虑人为增加的大气二氧化碳影响，北半球温暖的间冰期气候可能还会持续约 4 万年。

照这么说来，霍金所说的冰川时代怕是遥遥无期了，而郝青振团队所做出的预测“北半球的温暖气候还会持续约 4 万年”，又是基于哪种科学依据呢？

长期以来人们一直希望找到地质历史时期的“环境相似型”来推测未来气候的发展趋势

也就是所谓的“将今论古”

科学家们对古气候的研究发现，第四纪时期地球气候是冰期（寒冷期）、间冰期（温暖期）交替出现，这源于北极冰盖的增长与消融。

我国的黄土高原就是记录气候变化的优良载体，在这里田老师要告诉大家黄土高原是怎么形成的：亚洲东部季风区强大的冬季风，来源于中高纬度内陆地区，即西伯利亚和蒙古高原一带，风带来大量的沙尘，遇到太行山、秦岭等山地的阻挡，沙尘沉积下来形成现在的黄土高原。

中国季风活动（冬季）

如果去过西北黄土高原地区，大家可能会注意到黄土具有深浅相间的条带。

(黄土-古土壤序列)

上图中颜色较深较红的为古土壤层，而颜色较浅的为黄土层

这是由于被冬季风带来的粉尘降到黄土高原时，如果处于温暖的间冰期，黄土就会受到较强的风化作用，逐渐演化为古土壤，否则仍是黄土层，古土壤和黄土层的化学成分和其中包含的古生物遗存信息也不同。

“刘东生院士对黄土的研究成果让我们有了一个认识黄土层的标尺，黄土层记录了不同时间尺度的古气候信息。”郝青振对《中国科学报》说，“我们的研究发现，如果从轨道尺度（万年、数万年）来看，北极冰盖大规模增厚，一定对应西伯利亚冬季风的增强，冬季风变强就会带来更大、更粗的黄土颗粒。”

地球绕太阳公转过程中，太阳辐射变化幅度有约40万年的周期，当前地球处在太阳辐射岁差周期性（约 2 万年）变化幅度最小的时期，这种状况每隔 40 万年出现一次，是地球轨道偏心率 40 万年长周期调控的结果。

因此，本世纪初 40 万年前后的间冰期环境演化成为全球古气候研究的一个焦点。

“古气候研究领域最大的发现即太阳辐射周期性变化引起太阳能量在地球上不同区域和季节的分配变化，是气候变化的基本外部原因。根据这一原理，要推断未来的气候，可以研究太阳辐射相似的变化。” 郝青振说。

真正是气候冷暖黄土知

全球古环境研究面临的重要任务之一是研究太阳辐射驱动与现今相似的地质历史时期北极冰盖的变化规律，来推测未来气候的变化趋势。但这些时期北极冰盖具有怎样的演化规律目前还不清楚，不同地区地质记录、模型模拟结果存在显著差异，至今没有对这个时期的温暖程度、间冰期长度等问题形成统一的认识。

更为重要的是，这种太阳辐射变化的相似性是否在地球环境系统的演化过程中产生过重要的作用，并在地质记录中具有重现性和周期性，是运用相似型方法预测未来气候的关键。

郝青振及其合作者对黄土高原中部地区的西峰驿马关和洛川坡头黄土剖面开展研究，利用黄土粗颗粒含量和频率磁化率重建了高分辨率的冬、夏季风变化的历史。研究人员发挥我国黄土记录的优势，利用冬季风变化与北极冰盖的联系，详细研究了 90 万年以来不同冰期北极冰盖增长的规律。

在距今约 40 万年附近，全球进入“冰期”后，黄土粒度指示北半球仍然处于间冰期的温暖状态，表明北极冰盖的增长滞后于全球冰期的发展，滞后时间长达2万年。这种现象不仅发生在 40 万前，也发生在 80 万前太阳辐射变幅最低的时期。

研究表明深海氧同位素显示的冰期实际上可能是南极冰盖率先发展的结果。这项工作对进一步深入理解第四纪时期全球气候变化过程和动力学机制等具有重要学术价值，对探讨未来海平面长期自然变化趋势也具有现实意义。

该研究进一步提出，太阳辐射变化幅度降低、驱动变弱是造成 40 万年前、80 万年前北极冰盖滞后发展的根本原因。已有地质证据与气候模式研究发现，北极冰盖的演化受到地球轨道要素配置的综合影响，但是北纬夏季太阳辐射降低是冰盖增长的根本原因。

在太阳辐射变幅减小的时期，其最低值高于冰期形成的阈值，这就使得在 40 万年前、80 万年前北极冰盖难以和全球冰期同步发育。

上述结果为推断未来北半球冰期来临的时间提供了关键证据。与 40 万年前后相比，未来 6 万年太阳辐射的变率更低。根据北极冰盖响应太阳辐射变化的周期性规律，不考虑人为增加的大气二氧化碳浓度的影响，北半球目前温暖的间冰期气候可能至少还会持续约4万年的时间。

“我们研究 40 万年前和 80 万年前环境的相似型较高，北极冰盖对这种太阳辐射变化的响应是相同的。” 郝青振说，“在 120 万年前至 70 万年前之间，地球气候主导周期逐渐向 10 万年左右变化，从 70 万年开始，地球正式稳定在 10 万年为周期的变化（冰期加间冰期），因此 40 万年前的古气候信息，对今天更有指导意义。如果我们通过一些技术手段，把土层中 40 万年前的古气候环境信息解读出来，就可以推知未来的气候趋势。”

( 地球的螺旋演化时间 )

看完了这些，终于不用杞人忧天了，起码在 4 万年内地球仍然使我们赖以生存的家园。

霍金当年的预言，或许是要警示我们人类，要居安思危。

...The end...

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