大約一百萬(wàn)年前，地球上發(fā)生了一件大事。地球氣候系統(tǒng)對(duì)我們圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道變化的反應(yīng)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變被稱為中更新世過(guò)渡。在 MPT 之前，冰期(較冷)和間冰期(較暖)期之間的循環(huán)每 41,000 年發(fā)生一次。在 MPT 之后，冰川期變得更加強(qiáng)烈——強(qiáng)度足以在北半球形成持續(xù) 100,000 年的冰蓋。這為地球提供了一直延續(xù)到人類時(shí)代的規(guī)律性冰河時(shí)代循環(huán)。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直對(duì)引發(fā)這種情況的原因感到困惑。一個(gè)可能的原因是一種稱為米蘭科維奇循環(huán)的現(xiàn)象——地球軌道和朝向太陽(yáng)的方向的周期性變化會(huì)影響地球吸收的能量?？茖W(xué)家們一致認(rèn)為，這一直是數(shù)百萬(wàn)年來(lái)冷暖交替的主要自然驅(qū)動(dòng)因素。然而，研究表明，米蘭科維奇周期在一百萬(wàn)年前并沒(méi)有發(fā)生任何大的變化，因此可能還有其他因素在起作用。

與 MPT 相吻合的是，一個(gè)有助于在全球范圍內(nèi)傳遞熱量的大型洋流系統(tǒng)經(jīng)歷了嚴(yán)重的減弱。將熱量通過(guò)大西洋向北發(fā)送的系統(tǒng)是大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)。這種放緩是否與冰川期的轉(zhuǎn)變有關(guān)?如果是這樣，如何以及為什么?這些都是開(kāi)放性問(wèn)題。今天發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)院院刊》上的一篇新論文提出了一個(gè)答案。

研究人員分析了在南大西洋和北大西洋采集的深海沉積物巖心，遠(yuǎn)古深水流經(jīng)那里并留下了化學(xué)線索。“我們發(fā)現(xiàn)，就在這次墜機(jī)之前，北大西洋的表現(xiàn)與該盆地的其他地方大不相同，”主要作者、博士期間從事這項(xiàng)工作的 Maayan Yehudai 說(shuō)。哥倫比亞大學(xué)拉蒙特-多爾蒂地球觀測(cè)站的學(xué)生。

在海洋環(huán)流崩潰之前，北半球的冰蓋開(kāi)始更有效地粘在基巖上。這導(dǎo)致冰川變得比以前更厚。這反過(guò)來(lái)又導(dǎo)致了比以前更大的全球降溫，并擾亂了大西洋熱能傳送帶。Yehudai 說(shuō)，這導(dǎo)致了更強(qiáng)烈的冰河時(shí)代和冰河時(shí)代周期的轉(zhuǎn)變。

該研究支持了一個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)論不休的假設(shè)，即在之前的冰河時(shí)代逐漸清除累積的滑溜土壤，使冰蓋更緊密地附著在下方更古老、更堅(jiān)硬的結(jié)晶基巖上，并變得更厚、更穩(wěn)定。調(diào)查結(jié)果表明，就在 AMOC 減弱之前，這種增長(zhǎng)和穩(wěn)定影響了全球氣候。

“我們的研究解決了自冰河時(shí)代開(kāi)始以來(lái)最大的氣候變化的最大問(wèn)題之一，”耶胡代說(shuō)。“這是最重大的氣候轉(zhuǎn)變之一，我們并不完全理解。我們的發(fā)現(xiàn)將這種變化的起源固定在北半球和在那里演化的冰蓋，因?yàn)樗苿?dòng)了這種向我們今天觀察到的氣候模式的轉(zhuǎn)變。這是了解它的成因和來(lái)源的非常重要的一步。它突出了北大西洋地區(qū)和海洋環(huán)流對(duì)當(dāng)前和未來(lái)氣候變化的重要性。”