冰期与间冰期系列（二）

书接上回

四、哪些证据可以用来支持地球历史时期存在冰期与间冰期

首先我们可以从以下角度思考：

1.哪些物质能够导致全球的温度变化？

2.“角度1”中的物质能够以哪些形式保存下来？

3.“角度2”中的物质能够保存多久？

4.1哪些事物能够影响全球的温度变化？

1.温室气体

各位能够最先想到的，就是温室气体，如二氧化碳、甲烷、水蒸气……

这也是最近一直很火的研究方向与内容。温室气体的作用就是减弱从地面反射回宇宙的能量，使能量集中于地球大气层内，进而起到升温作用。而升温作用的最后可能会导致全球冰融化，最终导致间冰期的到来……

温室气体示意图

2.太阳照射

引起太阳辐射量不同的有如下因素：地球轨道的偏心率、斜率、岁差。其运动规律以及对应性质如下图所示。

而当地球远离太阳时，太阳的辐射量会减少，也就相当于太阳对地球输入的能量减少，进而会降低地球的地表温度，进入冰期。相反，如果地球靠近太阳，就会温度升高，进入间冰期。

地球轨道三要素示意图

三要素性质

3.人类活动

其实人类活动的影响是最不能被忽略的。人类活动和温室气体排放、放热等活动息息相关。最简单的例子，火力发电、炼钢、火箭发射、伐木……

这些过程无论是从直接放热，还是从间接集热的角度都体现了属于人类活动的独特特性。

4.2以上物质的保存形式

1.历史记录

当然，自从人类掌握了语言技术后，一系列的文学形式开始出现，其中能够作为事实参考的也即为人类宝贵的历史记录。这些记录体现的形式多样，而且其评价体系、真实性等都有待考量。

2.树轮、石笋、珊瑚

树轮中早材和晚材之分。

春夏雨季，阳光明媚、雨水丰足，树木便会迅速生长。这时形成层迅速分裂出许许多多新的细胞来，这些细胞个儿大，形成的木质显得疏松，颜色也较浅，称为早材。

进入秋天，天气由暖变冷，雨水相应减少，这时，形成层分裂细胞的速度减慢，分裂出来的细胞个儿较小，颜色很深，质地细密，这时形成的木质部称为晚材。

通过同一地区的不同树木年轮记录的拼接，可得到该区的温度、降水等气候信息的变化历史。其提供的时间表尺比海洋、湖泊纹层沉积物更精确。

树轮示意图

当然，与此类似的纹层（varve）结构，还有石笋、珊瑚等。

石笋的利用主要取决于定年方法（铀同位素）的进步，其精度目前可以达到20万年的百年级别差距。

石笋的横剖面示意图

而珊瑚主要是作为古海平面的指示标记物——热带珊瑚生长对光照的依赖很大，必须贴近海平面才能存活。其测年方法与石笋相似。

珊瑚示意图

3.冰芯

冰芯就是钻取自冰川内部的芯。

冰芯形成由于气温低，积雪不融化，每年的积雪形成一层层沉积物，年复一年，从底部往上逐渐形成一层层的冰层，越向上年代越新。

冬季气温低，雪粒细而紧密；夏季气温高，雪粒粗而疏松；因而，冬夏季积雪形成的冰层之间具有显著的层理结构差异，宛如树木的年轮一样。

冰芯中有一些微小的孔洞，可以储存在结冰时的大气气体。通过分析气泡内的气体成分即可了解对应时代的大气情况。此外冰芯中氧同位素的含量非常重要，可以作为温度的指示性标志。

冰芯示意图

4.湖泊、海洋、陆地滨海沉积

沉积物一直是地质学进行定年分析的对象。而不同位置的沉积物反应了不同环境的具体情况。

4.3以上记录载体的时间跨度

高分辨率环境演变记录载体

上图很清晰的显示了不同载体的记录时间跨度。从百年到亿年尺度都有分布，对于不同的时间尺度的研究，用不同的材料进行检测即可。

未完待续……