地球的歷史是氣候波動的過山車,相對溫暖,使冰凍時期的冰凍時期再次上升到我們今天所經歷的更溫和的氣候。
觸發這些冰川時期或冰年齡的時期很難固定,儘管一段時間以來,研究人員強烈懷疑涉及地球軌道周圍太陽周圍的怪癖。
新的研究表明,過去的冰年齡與地球路徑的每個搖擺,傾斜和角度之間的確切關係,解鎖了一種新工具,以預測我們全球氣候的未來波動。
“軸向傾斜與軌道幾何形狀的微微變化與大陸冰蓋的上蠟和衰落之間的聯繫是氣候科學中最古老的奧秘之一,”英國的Cardiff University的地球科學家Stephen Barker向Sciencealert解釋說。
“因此,它代表了我們對氣候系統的理解的根本差距。如果我們希望能夠預測氣候可能如何在未來發生變化,則提高我們對地球動態氣候系統運行方式的認識至關重要。”
地球繞太陽的軌道不是完全對稱的。它的橢圓形形狀被稱為軌道偏心,橢圓形的太陽偏離中心,這意味著地球與太陽的距離全年都在變化。
該橢圓形在空間中的位置隨著每個軌道的變化略有變化。我們稱之為軌道進動。
最後,地球旋轉軸的傾斜,一種被稱為傾斜,隨著繞太陽的旋轉而變化。
眾所周知,我們星球與太陽的關係的這些不同特性導致氣候溫暖和涼爽的周期,地球軌道不同方面的周期性變化影響了陽光的季節性和地理分佈。
統稱為米蘭科維奇週期,這些週期性變化大約發生每20,000、40,000、100,000和400,000年,但是挑逗地球軌道的哪些方面參與氣候下的波動並不是一件容易的事。
巴克說:“地球的氣候是一個相互聯繫的複雜過程系統,它們共同起作用,以產生我們觀察到的變化。” “除了與冰川週期相關的時間尺度上,對這些變化進行建模還需要大量的處理能力,除了過程本身難以獨立量化和模型。”
例如,有兩個非常緊密的定時周期。預衰局為21,000年,第二次傾斜的次數為20,500年。沒有人能夠在這兩個週期和冰河時代的末端之間建立明確的聯繫。
此外,在過去的800,000年中,冰年齡每100,000年結束一次,科學家無法找到這一周期的原因。
Barker和他的同事首先要查看過去80萬年中深海的氧同位素比的變化,保存在被稱為的小型海洋生物的化石外骨骼中有孔蟲。這些變化可用於繪製大陸冰塊或冰蓋的變化 - 研究地球過去冰川的關鍵指標。
有了這些信息,研究人員創建了一個詳細的冰川週期圖,他們比較了地球軌道的兩個特質 - 其進攻和傾斜。出現了一個驚人的圖案。冰川和冰川間期之間過渡的臨界階段與進動與傾斜之間的特定關係相匹配。
冰河時代的脫水似乎與傾向與傾斜之間的關係密切相關。但是,僅傾斜就造成了冰河時代的發作。
研究人員說,這解釋了100,000年的周期。就在那兒,藏在樸素的視線中。
巴克說:“當我看到軌道階段與這些眾所周知的過渡之間的氣候曲線形狀之間的關係時,我真的很興奮。”
“我們正在尋找的曲線已經存在了數十年,並且已經看過數千次(包括我自己),但是我們發現的關係(這很容易看出,當指出時很容易看到)在此之前幾乎隱藏著。”
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先前的研究, 他說,認為冰河時代的時機更隨機。他的團隊的工作表明這是確定性的,這意味著我們現在有了一種工具,可以預測將來何時發生冰河時代。
地球的傾斜目前正在最低限度下降,這將在11,000年左右的時間內達到。根據球隊的計算,下一個冰河時代將在此之前開始。
巴克說,這對於理解當前人類活動的長期,未來影響至關重要。
他解釋說:“根據最新的IPCC報告,人類已經開始通過溫室氣體的排放來改變其自然軌蹟的過程。”
“這意味著我們現在做出的決定將對未來產生後果。目前,預計未來相對於現代(或工業前)條件進行測量。
“但是我們認為,要充分欣賞未來變化的真正變化,需要將這些變化與假設未來可能發生的事情相提並論。
該團隊的研究已發表在科學。