2007-08-28

強烈證據指出:地球近日點改變會觸發冰河期

Strong Evidence Points to Earth's Proximity to Sun as Ice Age Trigger
http://www.physorg.com/news107447240.html

August 27, 2007

冰河時期何時開始?當然是六月。由 Kenji Kawamura,在 UCSD Scripps 海洋學研究所的訪問科學家,所領導的南極冰核分析證實,最近四次大冰河週期(great ice age cycles)都在地球於公轉軌道(annual orbit,週年軌道)上與太陽之間的距離大到足以避免冰河的冰在夏季融化時開始。由於缺乏這些融化,因此讓冰得以發展一段時間,而這將被描繪成冰期(glacial periods)。

這項研究的結果刊載於 8/23 的 Nature 上。

Jeff Severinghaus,Scripps 地球科學家,以及這篇論文的共同作者,表示該發現驗證了一個在 1940 年代形成的理論,而第一個假設在 19 世紀就已經出現了。這項研究亦協助闡述二氧化碳在全球暖化與現在及過去寒冷時期當中所扮演的角色,他說。

"這是一項重要發現,因為人們問,為何這裡有冰河時期這個問題已經 100 年了," Severinghaus 說。

一個在 1940 年代領先的假設,稱為 Milankovitch(米蘭柯維契)理論,以塞爾維亞地球科學家 Milutin Milankovitch 的名字命名,提出冰河期的開始與結束與北半球高緯度的夏季日曬(insolation)變化有所關連。為了測試它,Kawamura 使用了取自於南極南方數千里,一個稱為 Dome Fuji 之觀測站的冰核樣本。

研究史前氣候的科學家經常使用陷於冰核當中的氣體,以重建過去幾十萬年前的氣候條件。這些冰核得從冰原(ice sheets,冰床)上往下挖幾千公尺深才能取得。藉由測量冰核中氧與氮的比率,Kawamura 的團隊能顯示有多少陽光於夏季落在南極洲,而冰河記錄可回溯至 36 萬年前。該團隊的方法能讓研究者使用精確的使用天文計算,以地球上任何一點的陽光強度來比較氣候變化的時刻。

Kawamura,前 Scripps 博士後研究者,使用氧-氮比率資料創造出氣候的時間線,那被用來驗證 Milankovitch 在數十年前所創造出來的計算。該團隊發現,在冰河時期的起始與終止,以及地球最靠近太陽之季節的變動之間有相關性。

地球通過最接近的點,或稱為近日點(perihelion)每隔 23000 年,就會落於六月。當地球的軌道無法讓它在這個月靠近太陽時,地球上相對較冷的夏季會促使北半球地表的冰原擴散。當地球近日點十分靠近地球北半球的夏季時會導致加速融化並讓冰河時期結束。

"當我們開始接近在六月的近日點時,那是大冰塊銷融的時候," Severinghaus 說。

Kawamura 說這個新的時間線將成為一種指引,那允許研究者測試大氣中二氧化碳濃度之氣候預測模型。該團隊發現,終止冰河時期的地球軌道改變,會經由一系列的步驟擴大它們自己在氣候上的效應,那致使更多二氧化碳從海洋釋出到空氣中。

第二個效應,或反饋,要為暖化(被視為過往冰河時期的結束)負 30% 的責任。

"很重要的一點是氣候模型應該經過驗證,所以我們才能更適當的預測未來二氧化碳濃度上升時會發生什麼事," Kawamura 說。"對此,我的新時間尺度可以從日曬與 CO2 的改變,分辨過去氣候改變的貢獻。"

(後面研究者介紹略)

※ 相關報導:

* Northern Hemisphere forcing of climatic cycles in Antarctica
over the past 360,000 years
http://www.nature.com/nature/journal/v448/n7156/abs/nature06015.html

Kenji Kawamura, Frederic Parrenin, Lorraine Lisiecki,
Ryu Uemura, Francoise Vimeux, Jeffrey P. Severinghaus, Manuel
A. Hutterli, Takakiyo Nakazawa, Shuji Aoki, Jean Jouzel,
Maureen E. Raymo, Koji Matsumoto, Hisakazu Nakata, Hideaki
Motoyama, Shuji Fujita, Kumiko Goto-Azuma, Yoshiyuki Fujii
Okitsugu Watanabe
Nature 448, 912-916 (23 August 2007)
doi:10.1038/nature06015

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