冰河時代是指兩極的冰蓋延伸到低緯度地區,全球1/3的陸地被冰封,整個地球從太空看的話,更像是一個白色的星球,而不是一個藍色的星球。那這樣的場景,在地球的歷史中至少出現過11次。而在上個冰河時期結束的時候是兩萬多年前,距離我們並不遠。那問題是為啥我們的地球會週期性的經歷,冰河時代啊,那下一個冰河時代會不會如期地到來?下面我就分析一下這個問題。
首先我們要排除不確定的因素,比如說有人說,是太陽系在銀河系中的位置的變化導致了地球上的冰河時代。這個我們就沒有辦法研究了,所以我們對這個說法並不清楚。那現在我們能夠想到的因素就是太陽系內的天體物理學對地球氣候的影響。
在1941年,塞爾維亞天體物理學家阿米蘭科維奇又發表了一篇氣候論文,對這個問題做出瞭解釋。他指出,在地球繞太陽運動的過程中,地球的自轉軸,以及軌道會發生三個長軸體的變化,第一個是自轉軸的進度,說的是地球的自轉軸會像陀螺的那個自轉軸一樣,在旋轉。第二個就是地球自然軸的傾向,在隨著時間的推移在輕微地發生變化。第三個就是地球的公轉軌道的偏心率在發生著微小的變化。他們三個都會對地球的氣候造成影響的啊。
我們先說第一次轉軸的進度。我們知道地球的自轉軸的傾角,現在是23.5度,但是這個自轉軸它所指的方向,它並不是固定的。它還在轉圈,所以自然軸指向的北極星並不是固定的,也就是說它隨著時間的推移,會在恆星背景上畫出一個圈來的。那問題是這個圈畫得有多快?也就是說他劃一圈需要多長時間,有兩個方面的影響。第一個是月球和太陽的影響導致的自轉軸會每隔26000年一圈。第二個就是土星和木星的影響,就會導致地球的公轉軌道在近日點會發生進動的。那這個效果也會導致自然周易112000年的週期進洞一圈,那兩個效果綜合起來就是自然軸,在恆星背景上畫一圈需要23000年。所以說,我們現在的北極星是小熊座阿爾法星,他過大約13000年,北極星就變成了織女星啊。不過這個自轉軸的進度只會影響每年季節性的氣候,不會對地球的整體的長週期的氣候造成影響的。
下面我們再分析第二個因素,自轉軸傾角的變化,剛才我們說了地球的自轉軸的傾角是23.5度,但這個角度他也不是固定的,而是會在22.1度到24.5度之間,這樣輕微的變化週期是41000年左右。我們知道地球的自然軸的傾角對地球的氣候的影響是非常大的,當自然軸角度大的時候,陽光會從吃到更多的分散到地球的兩極,那這個時候,極地就會因為受到了更多的這個太陽光的照射,導致導致冰層在退化。當自然軸的傾角變小的時候,太陽就會更多地照射赤道地區,而兩極的冰蓋就會向下延伸的,並且會更多地反射太陽光啊,進一步降低高緯度的個氣溫。這就是地球在歷史上進入冰河時代的一個最重要的原因。
從現在的23.5度可以看出,目前我們處在中間值這個自然軸的傾角,未來會越來越小的,直到最小值22.1度,那這個時間大約就是需要2萬年的時間對吧?NASA就預測2萬年後地球會進入冰河時期,不過,前提是我們人類不能對地球的氣候干預的太厲害了。
那下面我們再說最後一個因素,偏心率的變化,這是唯一一個可以改變地球接受太陽輻射能量的因素。在10萬年的週期內,地球公轉軌道的偏心率會從0.0034,這個最小值變化到0.058,然後每40萬年還會迎來一個偏心率的極大值0.07。說白了,就是我們地球的公轉軌道會從圓形軌道,然後變成橢圓軌道,然後又變回圓形軌道。
那目前來說,地球軌道的偏心率是0.017,非常接近那個最小值,所以目前地球的軌道還是比較遠的吧,近日點和遠日點的距離差的並不多。而我們知道,地球軌道偏心率最大的時候,接受到太陽輻射的總能量最大,偏心率最小的時候,接受的能量最小啊,大約是最大偏心率時候呢,99.75%。那現在地球的偏心率正在下降。現在接收的太陽輻射的總能量是最大值的99.764%,那未來的幾萬年後啊,會一直下降到99.75%的。所以不出意外的話,2萬年後我們的地球會再次進入冰河時代,全球冰封。
現在肯定是出現意外了啊,意外的就是地球,沒有想到竟然出現了人類啊。我們造成的溫室效應已經蓋過了所有的降溫因素。自從1981年以來,平均每十年地球的平均氣溫會升高,0.18攝氏度檔。那現在全球氣溫比1880年之前平均上升了0.98攝氏度,二氧化碳的濃度比18世紀的時候增加了50%啊,大約50%,那地球大氣,現在保留熱量的能力提高了大約0.33%。這個0.33%遠遠的超過了我們剛才說的那個偏心率的變化造成的能量差,也遠遠的超過了因為軸向的傾斜的減少,從兩級轉到赤道的能量。
所以說。只要有人在,在冰河時代就成為了地球的歷史,那未來的溫度會一路飆升的,直到不再適合人類的生存啊,別說是冰河時代,未來可能連冬天都沒有了。