你聽說過冰河時代嗎?從24億年前到21億年前,發生了地球上最嚴酷、最長的寒冷時期——新太古代大冰期。當時的罪魁禍首是地球上第一個生命——藍藻。藍藻的大規模繁殖利用光合作用產生大量氧氣,從而產生了著名的大氧化事件。由於溫室氣體越來越少,地球急速降溫迎來了寒冷期。當寒冷時期結束時,真核生物開始出現。從8.5億年前到6.3億年前,來到了前寒武紀冰河時代,這是地球上十億年來最嚴寒的時期。極地冰蓋蔓延到赤道。海洋也完全凍結,地球也完全凍結成雪球。
直到有一天,火山爆發打破了冰層,向大氣中噴出數十億噸二氧化碳,大氣開始變暖。隨後地球迎來了新的寒武紀大爆發,各種生物的大門基本都出現了。從4.6億年前到4.3億年前,古生代晚奧陶世和志留紀出現了時間跨度相對較小的早古生代大冰期。從3.6億年前到2.6億年前,晚古生代大冰期出現在晚古生代的石炭紀和二疊紀。
科學家推測,應該是在那之前的泥盆紀時期,當時陸地上的植物生長爆發,導致地球大氣中的氧氣大量增加,二氧化碳大量減少,形成了冰河時代。全球變暖是現在的普遍共識,但實際上今天的地球正處於第四紀大冰期的間冰期,沒有跡象表明地球正在走出這個大冰期。關於大冰期的開始有兩種說法:一種是258萬年前上新世晚期開始的,另一種是2000萬年前南極大陸出現永久性冰蓋時開始的。
那麼,冰河時代是如何形成的呢?關於冰河時代的原因仍有很多爭論,但已經就幾個重要因素達成了一致。首先是大氣成分的變化。大氣中溫室氣體比例的變化對地球氣候的影響最大。溫室氣體中的二氧化碳可以吸收陽光中的紅外線,起到保持地球溫暖的作用。當地球上的二氧化碳太少時,地球保持溫暖,太陽的熱量被反射回太空。相反的情況是什麼?這就像“雪球地球”事件因為二氧化碳的積累而結束。
第二個原因也與地球的板塊運動有關。大陸板塊的運動事件與以往的大冰期相似,大陸板塊的運動可以增加或阻礙洋流的分佈。也有人認為這與地球在太陽系中的位置有關。木星,是太陽系中質量最大的行星;水星是離地球最近的行星,它們的引力對地球的自轉軸傾角和軌道弧度有直接的影響,這也影響到照射地球南北兩極冰蓋的陽光量和角度。
當地球遠離太陽,自轉角度過大時,南極的冰蓋會延伸到赤道,原本生機勃勃的大地就會被冰蓋覆蓋。此外,還有小行星撞擊和大規模火山爆發,也會改變地球的溫度,從而進一步影響地球的氣候。自地球形成以來,至少有5個主要的冰河時代。在主要的冰河時代,氣溫下降,地球表面植物和生物的生存環境發生了巨大變化。許多生物也面臨滅絕或被迫遷移。只有能夠適應環境的物種才能生存。
研究表明,地球上每 2 萬到 4 萬年就會出現一個小冰河時代,而每 10 萬年就會出現一次大冰河時代。上一個冰河時代發生在5萬多年前,那麼下一個冰河時代是什麼時候呢?我們人類可以等嗎?自 19 世紀以來,隨著化石燃料使用量的增加,二氧化碳水平也在上升,並且增長速度加快。世界二氧化碳水平現在高於過去80萬年的任何值,研究預測到2100年全球平均氣溫將上升1到4度。這將如何影響北極和南極的冰川?
過去的氣候變化表明,即使是很小的溫度升高也可能在數千年的時間裡啟動北極和南極的冰融化過程。預計到本世紀末,融化的冰川將使海平面上升 30 至 100 釐米,足以影響許多沿海城市和島國。如果4攝氏度的變化持續數千年溫暖,海平面可能上升10米,隨著全球氣溫的升高我們看到很多現象:南北兩極凍土面積大大減少,北極熊瘦骨嶙峋,我們看到的更加極端天氣。澳大利亞乾旱引發的火災,非洲的災難,越來越多的颱風,暴雨引發的洪水,癌症流行頻發。