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印第安人與中國大陸:白令海峽曾四次露出海底 最後一次與末次冰期對應

4月
11
2019

2019年4月11日09時 今日科學 科學網

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印第安人與中國大陸:白令海峽曾四次露出海底 最後一次與末次冰期對應

關鍵提示:近來的考古發現,人類學、語言學、史料記載等都表明:印第安人與中國大陸有著千絲萬縷的聯繫。對此,美國哈佛大學考古人類學教授張光直率先提出「瑪雅中國文化連續體」這一概念,認為人類老祖先通過白令海峽從亞洲進入美洲,殷商文明與瑪雅文明是同祖的後代。據考證,白令海陸橋存在的最後時間是距今25000年——15000年前,古代印第安人有可能在此期間經過陸橋到達美洲。

研究證明,在17000-18000年前第四紀最後一次冰期的末期,世界海平面大致在現今海面以下100米處。後來隨著冰川的大量消融,海面迅速上漲,大約到6000年前海面才接近於現今的位置。因此,大陸橋應該出現在第四紀大冰期中較大的5次冰期時期。

關於印第安人的起源問題由於缺乏足夠史料,一直是眾說紛紜。但是近來的考古發現,人類學、語言學、史料記載等都表明:印第安人與中國大陸有著千絲萬縷的聯繫。

近幾十年來,考古學家在美洲墨西哥發現了大量具有中國殷商時代至宋朝以後文化特徵的文物和文化遺蹟,發現文字59個,加上重複發現計算在內,共有140多個漢字,從字體上看,從殷商到宋朝幾乎都有。而在玻利維亞、秘魯、墨西哥等地先後出土的石碑、石像、銅像、墓碑上,發現了「太歲」、「武當山」、「大齊田人之墓」字樣,這些顯然非中國人不能為。

另外,學者們還發現,中國古代和哥倫布到達以前的墨西哥都有以龍為主題的文藝作品,都有求雨儀式,都有三腳支撐的陶器,都有裝飾陵墓用的玉器等等,兩者文化傳說上十分相似。對此,美國哈佛大學考古人類學教授張光直率先提出「瑪雅中國文化連續體」這一概念,認為人類老祖先通過白令海峽從亞洲進入美洲,殷商文明與瑪雅文明是同祖的後代。

那麼人類祖先又是如何從亞洲遷往美洲的呢?有人認為有三條路線:北渡白令海峽,中趁墨西哥暖流,南乘後期發現的馬尼拉航線。其中最可能的是:通過亞洲東北端離北美洲阿拉斯加最近的白令海峽到達美洲。因為根據古地質研究,在冰期內白令海峽曾四次露出海底,成為一道陸橋,最寬時達1000多公里,從而為亞洲向美洲移民提供了一條坦途。據考證,陸橋存在的最後時間是距今25000年——15000年前,古代印第安人有可能在此期間經過陸橋到達美洲。

已有 5248 次閱讀 2016-8-28 10:27

全球變暖的極限:近千年海平面上升不會超過6米

楊學祥,楊冬紅

危險的信號!東南極冰川也在快速消退?

2016-08-19 10:37:45 來源:科學

長期以來,科學家一直認為與脆弱的西南極冰蓋相比,東南極冰蓋相對來說要穩定些。然而一項最新研究表明,東南極冰蓋要比以前預期的要脆弱得多。這意味著,南極冰川融化問題可能比想像的更為嚴重,全球變暖和海平面上升可能會來得更快,也更為劇烈。

南極冰蓋是地球上面積最大的冰蓋,面積接近1400萬平方公里,最厚的地方4200多米,總體積達2450立方千米,它被橫貫山脈分為兩部分:面積較大的東南極冰蓋與較小的西南極冰蓋。長期以來,氣候學家認為西南極冰蓋明顯受到全球氣候變化的影響會逐漸融化,而東南極冰蓋長期保持相對穩定。然而,最新的一項研究表明,東南極冰蓋要比預期的要脆弱得多。

2016年6月15日發表於《自然》(Nature)的研究表明,假如氣候變化維持現有速率,南極洲東部最主要的冰川之一托滕冰川將在下個世紀不可逆轉地快速消退,在接下來的幾百年向內陸退縮達300千米,並最終導致海平面上升超過2米。

對於南極冰川融化,大家並不陌生,而實際上科學家對此始終存在爭議,特別是對東南極冰蓋的認識,觀點是針鋒相對。早在2014年5月,德國波茨坦氣候影響研究所發布了一份報告稱,人們可能一直「高估」了東南極冰蓋的穩定性,該研究所的科學家通過計算機模型顯示,東南極冰蓋的威爾克斯冰下盆地就像一個傾斜的瓶子,一旦位於沿海地區的「冰塞子」融化,瓶中的冰就會大量流出,結果將導致海平面在數千年內上升三至四米,紐約、東京、孟買等沿海城市被淹的風險也因此大幅上升。

然而,也有學者對此並不認同,甚至一度出現了「南極冰蓋不減反增」的觀點。據英國《每日郵報》2015年11月2日報導,美國航空航天局(NASA)的一項研究顯示,東南極洲和西南極洲內部的冰蓋自1萬年前起就在不斷增厚,增厚速度為每年1.7厘米左右,在1992年到2001年間南極洲每年凈增1120億噸冰,而在2003年到2008年間這一數據是820億噸,其增加量超過了冰川融化帶來的流失量。NASA戈達德太空飛行中心的冰川學家甚至還認為南極洲的冰川融化並沒有造成海平面上升,反而是將每年的海平面上升高度減少了0.23毫米。該觀點一反常態,與主流學術觀點明顯相悖,立即招致很多學者的議論,一些頂尖的科學家在美國《國家地理》雜誌刊文指出,使用衛星資料無法辨識一兩厘米差異的積雪量,因此NASA科學家使用衛星測量南極冰川高度的方法是可疑的,其結論存在問題。

諸多觀點,莫衷一是。我們不妨通過研究東南極冰蓋的歷史,試想一下未來的變化。英國帝國理工學院組織的科學家對東南極冰蓋的淤泥樣本進行分析研究後發現,雖然它形成於3400萬年前,並長期保持相對穩定的狀態,但在500萬至300萬年前的上新世地質時期曾反覆發生過融化,並直接導致海平面上升了10米,而根據現在全球氣候變化及大氣中二氧化碳濃度的變化預測,到本世紀末,全球氣溫將接近於上新世時期。這也就意味著,如果按照目前的氣候變化趨勢發展,東南極冰蓋融化將是不爭的事實。我們可不能小看這海平面可能上升僅有的幾米,對於沿海那些海拔較低的城市來說,這足以是毀滅性的打擊,比如地勢低洼的泰國首都曼谷,平均海拔不足2米,2011年,這裡發生了50年來最嚴重的一次洪災,而且遲遲未能消退,這與它海拔較低具有直接聯繫。隨著全球氣溫不斷升高,未來的曼谷將面臨著巨大威脅,所以泰國一位官員擔憂地說,曼谷的大片地區將於2030年被淹沒。

近年來有媒體報導,在全球變暖、海冰融化的大趨勢之下,南極海冰出現大塊浮冰的總量實際上是不斷增加的。有數據表明,南極的海冰呈現出緩慢增長的趨勢,年增長速度約為1%。2007年,聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPPC)制定的國際氣候科學評估報告顯示,在1979-2005年之間,南極覆蓋海冰面積持續不變,但是2013年公布的研究評估報告表明,1979-2012年之間,南半球海冰持續擴大,平均每年增加16500平方公里。後來,有科學家指出,這兩份評估報告的結論之所以不同,是由於使用了不同版本的計算公式造成的,數據集之間的差異與人造衛星傳感器有關,南極海冰不可能像之前預測的那樣快速擴張,其中存在著數據誤差。

但是,南極海冰擴大的確是事實。這讓很多人感到不可理解,甚至有人根據這個結論開始懷疑全球氣候變暖。

關於這個問題,我們需要從全球的角度來認識。2014年12月,NASA戈達德太空飛行中心的氣候科學家對1978年11月到2013年12月之間全球的海冰變化進行了計算,他們將每個月的北極和南極海冰面積相加,即得到全球海冰面積,然後發現,在這超過35年的時間裡,北極和南極海冰的面積總和呈現出每個月不斷遞減的趨勢,即使是在北極和南極海冰達到最大面積的時期也是如此,平均每年減少約35000平方公里。而且,在1996至2013年間比1979至1996年間的遞減速度明顯加快。這意味著,雖然南極海冰面積在緩慢增加,但北極海冰在加速消失,而且消失的速度遠遠超過了南極海冰增加的速度,並帶有愈演愈烈的趨勢。

我國學者通過被動微波遙感技術對全球海冰變化進行研究後得出了相似的結論,1979年至2014年北極海冰範圍持續減少,南極海冰範圍略微增加。即使在2015年這個有氣象記錄以來最暖的一年,北極海冰年內最大值創新低,南極海冰範圍雖比2014年有所減小,但仍然較常年平均值偏大。

至於說為什麼北極海冰在減少,而南極海冰會增多,科學家認為這跟南極洲與南大洋特殊的地質環境有關。北極為海洋,南極為大陸,南極洲的地形與周圍海域的水深是海冰變化的主要影響因素,但是究竟哪種因素在促進南極海冰的形成與演化,目前還沒有明確答案。從表面上看,南極與北極海冰似乎是存在著此消彼長的平衡關係,而科學的數據告訴我們,情況並不像我們想像的那麼簡單,全球變暖趨勢依然存在。

之所以有人懷疑全球氣候變暖理論,其中還有一個重要的原因,那就是混淆了海冰與冰川的關係。所謂海冰,是漂浮於海面上的冰體。根據簡單的物理學常識我們可知,即使漂浮的海冰完全融化,也不會對全球的海平面造成什麼影響。但是冰川卻完全不同。冰川是由積雪形成的並能運動的冰體,俗稱冰河,受重力和壓力作用可發生流動,其流速為每年幾米至數百米不等。世界上約10%的陸地面積覆蓋著冰川,主要分布在南極冰蓋和北極區的格陵蘭冰蓋,其它還有少量山嶽冰川和山麓冰川。

早在1842年,就有一位名家麥克拉倫的科學家提出假說,他認為第四紀期間,由於氣候的巨大變化,冰川隨之消融和增長形成了冰期和間冰期。後來的研究逐漸證明,在17000-18000年前第四紀最後一次冰期的末期,世界海平面大致在現今海面以下100米處。後來隨著冰川的大量消融,海面迅速上漲,大約到6000年前海面才接近於現今的位置。現如今,我們仍處在第四紀冰期之中,南極冰蓋和格陵蘭冰蓋就是典型的證據。據估算,如果全球的冰川全部融化的話,將使海平面上升約65米。

冰期和間冰期海平面變化的極限

海平面上升速度的歷史記錄

二十五年前美國環保局專家Titus指出:「冰期中全球溫度比現在低3~5oC,海面比現在低100m。末次間冰期較今高1~2oC,海面高5~7m。而下一個世紀本行星可能要變暖5oC,比最近200萬年來的任何時候都要溫暖,海平面上升問題的嚴重性不容忽視。

Wu和Peltier(1983)估計北半球勞侖泰德冰蓋和斯堪的納維亞的冰蓋於18000年前開始融化,快速融化始於1350年前到7000年前,7000-5000年前間的冰川融化速度減少。Jaritz和Ruder(1977)繪出莫三比克全新世海面變化曲線,10000-8000年前期間海面以每百年2.65米的速率快速上升,8000-6000年前期間海面上升速率明顯減慢,為每百年0.47米。6000年前海面達到最高點,高出現代海面2.5米。此後海面緩慢下降至現代海面位置。

圖1 鹿回頭地區全新世海平面變化曲線

我們在1992年指出,冰川在地表的分布是不均勻的。對古冰蓋體積的估算一般是通過地質和地貌的調查,從古冰蓋分布面積推算體積,推算的方法參照現代冰川形態方面的經驗公式及其相關的分析方法。表1中可以算的,北半球冰蓋在間冰期融化的總和為44.68×636363,。換句話來說,冰期的冰蓋擴大主要集中在北半球,北半球占88%,南半球僅占12%<1-10>。

表1 冰期(G)與現代(T)大陸冰總量對比(根據R.F.Flint,1971)

冰川

時間

面積(106km2)

厚度(km)

體積(106km3)

摺合水體積(106km3)

相當海平面上升量(m)

南極冰川

TG

12.5313.81

1.88

23.4526.00

21.5023.84

5966

格陵蘭冰川

TG

1.732.30

1.521.52

2.603.50

2.384.01

611

勞倫台冰川

TG

-13.39

-2.20

-29.46

-27.01

-74

科迪勒拉冰川

TG

-2.37

-1.50

-3.55

-3.25

-9

斯堪的納維亞冰川

TG

-6.66

-2.00

-13.32

-12.21

-34

其他冰川

TG

0.645.20

0.201.14

0.181.04

0.53

合計

TG

14.9043.73

26.2576.97

24.0671.36

65197

G-T

50.72

47.30

132

從表1中可以看到,南極冰川在末次冰期後的冰川融化中,對海平面上升的貢獻僅為7米。這為全球變暖導致的南極冰蓋融化提供了變化上限。1994年周尚哲提出,到目前為止,所獲得的地質紀錄卻證明南北半球的冰期是同步進行的<9>。第四紀冰期以北半球的冰川變化為主。

氣象學家的認識誤區:南極冰蓋形成源於陸海分布

我們在2013年撰文指出,根據萊伊爾的地質學原理,大陸分散在赤道可形成極熱氣候,大陸集中在兩極可形成極冷氣候。德雷克海峽通道的打通是在始新世和漸新世完成的。白堊紀的最強全球變暖與德雷克通道的封閉有關;德雷克海峽通道的打通隔斷赤道向南極的熱輸送,使南極變冷,逐漸成為冰蓋策源地,海冰的封堵和融化影響秘魯寒流,被稱為氣候開關<1-6>。

中生代時期,全球各大陸集中在一起,形成一個幾乎從一個極延伸到另一個極其巨大的單一陸塊,這種輪廓肯定有助於周圍大洋中的高效率向極熱輸送。在南、北兩半球,一個單的環流系統作用範圍至少達到緯度55度,以致寬闊的、深而緩慢的赤道流在穿過低緯度大於180度弧的旅途中被大大加熱。

中始新世和早漸新世之間的總的溫度下降,在整個新生代都是最急劇的。這種下降被認為由如下原因引起:①德雷克通道和塔斯馬尼亞以南的通道開始為全球循環和氣候上隔離的環極流打開了通路;②由於澳大利亞—紐幾內亞向北移動,吸熱的赤道水面積縮小;③特提斯海關閉,不能使赤道環流通過<1-4>Van

Andel等人(1975)在分析了太平洋所有不整合之後提出,德雷克通道的打通可能形成了環極流,並隔斷了對南極洲的向極熱輸送,因而產生了冰架和冷的底水。對第三紀早期普遍變冷起作用的明顯構造事件是巴拿馬地峽的封閉,因而限制了大西洋與太平洋之間赤道水體的交換<4>。同理,我們多次撰文指出,德雷克海峽被擴展的南極冰蓋封閉,導致氣候上隔離的環極西風漂流帶的消失,加強赤道熱流向兩極的輸送,使擴展冰蓋趨於消失,是南極冰蓋不能擴展成南半球大冰川的一個重要原因<2-4>。這就解決了1994年周尚哲提出的問題。

20世紀晚期古氣候研究的最大突破,在於證實了地球軌道參數變動造成的冰期旋迴即「米蘭科維奇周期」。1994年周尚哲提出,冰期天文理論的一些結論與實際並不完全符合,其中最明顯的兩個問題是:

其一,根據冰期天文理論,地球南北兩半球都將以23000a(近日點相對春分點的周期)為周期交替發生冰期,這就是冰期天文理論關於南北兩半球交替發生冰期的學說。但是,到目前為止,所獲得的地質紀錄卻證明南北半球的冰期是同步進行的<9>。其二,冰期天文理論認為,冰期發生在地球軌道偏心率e的高值時期。實際上,e的高值卻對應第四紀的間冰期<2,3>顯然,僅靠太陽輻射量的變化難以解釋這些矛盾。萊伊爾關於大陸集中在赤道形成最熱氣候、大陸集中在兩極形成最冷氣候的陸海分布決定氣候變化理論仍然有效<4>。石炭-二疊紀大陸集中在南極形成大冰期,中生代大陸分裂在赤道形成溫暖期,第四紀大陸向北極圈集中形成大冰期。這是天文冰期理論適用於第四紀而不適用於中生代的原因。大陸漂移理論為全球氣候變化提供了構造機制。構造活動是全球氣候變化的頭等重要因素<5>。

在短周期的氣候變化中,德雷克海峽中的海冰進退控制氣候變化的一個可能模式是:南極半島海冰增多使西風漂流在德雷克海峽受阻,導致環南極大陸水流速度變慢和南太平洋環流速度變快,部分受阻水流北上,加強秘魯寒流,使東太平洋表面海水變冷,加強沃克環流及增強赤道太平洋熱流與南極環流的熱交換,增溫的南極環流使南極半島的海水減少;南極半島的海冰減少使德雷克海峽水流通量增加,導致環南極大陸水流速度變快和南太平洋環流速度變慢,使部分本應北上的水流轉而進入德雷克海峽,造成秘魯海流變弱和東太平洋表面海水變暖,減弱沃克環流;結果使堆積在太平洋西部的暖水東流,減弱赤道太平洋熱流與南極環流的熱交換,降溫的南極環流使南極半島海冰增加。這就是德雷克海峽的海冰變化調控全球氣候變化的機制,稱之為南極環大陸海冰的氣候開關效應(圖1)。

當南極洲的溫度變冷時,存在很多海冰的德雷克通道處於封閉狀態,阻塞環南極大陸的海流,加快南太平洋環流,並從向極方向連接南極洲熱輸送,從而使南極洲變暖;當南極洲的溫度變暖時,存很少海冰的德雷克通道處於開放狀態,打通環南極大陸海流,減慢南太平洋環流,並從向極方向隔離南極洲熱輸送,因而使南極洲變冷。如圖1所示,非洲海冰開關I,澳大利亞海冰開關II和德雷克海峽開關III控制了環南極大陸海流,並從向極方向隔離或連接向南極洲的熱輸送,因而增加或減少在非洲、澳大利亞和南美洲西部的海洋寒流流量。因此,南太平洋海溫的增加和減少在環南極三個「海冰開關」的控制下不斷交替發生,與南太平洋環流速度減慢與增加相對應<1-7>

圖1. 全球氣候的三個海冰啟動開關示意圖

地球歷史上,氣候冷暖確實與溫室氣體濃度有很好的對應關係,但並不表明溫室氣體增加是全球變暖的唯一原因,一個可能的模式是:德雷克海峽打通導致南極冰蓋形成,南極冷水下沉導致海洋底層變冷,由於海底藏冷效應,海洋降溫吸收大量溫室氣體,導致大氣溫室氣體濃度下降,形成第四紀冰期氣候。

有證據表明,中生代海洋底層溫度為10-15℃,第四紀大冰期鼎盛時期降為0℃,目前為2℃。這是一個非常可靠的檢驗標準,我們離中生代溫暖期相距十分遙遠。

如果徳雷克海峽沒有閉合,第四紀大冰期就不會結束,南極海冰消失就是氣象學家的白日夢。

圖2 海底藏冷效應和海洋鍋爐效應

研究結論:南極冰川融化對海平面上升的貢獻不會超過7米

如果徳雷克海峽沒有閉合,第四紀大冰期就不會結束。

第四紀冰川變化以北半球為主,南極冰川融化對海平面上升的貢獻不會超過7米。

本次間冰期的高峰已經過去(見圖1),未來的最大風險不是全球變暖,而是冰期的到來。歷史記錄表明,在10萬年為周期的冰期與間冰期轉換中,間冰期為1萬年,冰期為9萬年。我們正處於由間冰期向冰期過度的轉換時期。

地球氣候的長期歷史表明,冷暖周期交替變化,是不以人類意志為轉移的。人們可能對70年代初出現過的氣候「變冷說」記憶猶新。

1971年丹斯加德(Dansgaard)等人發表的格陵蘭冰芯氧同位素譜分析成果表明,地球氣候有10萬年軌道周期變化,其9萬年為冷期,1萬年為暖期。按此規律,目前氣候的暖期已接近尾聲,氣候「變冷說」一度成為主流。日本氣象廳朝倉正在1973年3月3日《東洋經濟周刊》撰文預言,地球將於21世紀進入「第四小冰期」。美國威斯康辛大學環境研究所布賴森(Bryson)認為,地球目前正在非常緩慢地進入另一個大冰河期。當時的「變暖說」以大氣熱污染為依據,代表人物有前蘇聯列寧格勒地球物理觀象總檯布迪柯、列寧格勒大學施涅特尼柯夫和美國國家海洋和大氣管理局環境保護廳彼得森。他們的理論現在變為主流。

媒體多次披露,對於氣候冷暖變遷這一全球重大問題的預測,科學界可謂出爾反爾。20世紀70年代,一批歐美的著名學者曾聚會於美國布朗大學,專門召開了一次「當前的間冰期何時結束和如何結束」的研討會。學者們舉出實例證明,目前的地球氣溫已經在開始下降,從暖到冷的變化很快,可以不足500年,如果人類不加以干涉,當前的暖期將會較快結束,可以預期不出幾千年,也許只有幾百年,全球變冷以及相應的環境變遷就會來臨。出於對所面臨威脅的憂慮,會議的兩位發起者甚至還向當時的美國總統尼克森寫信發出警報。這種「冰期將臨」的觀點一直持續了20年。直到了20世紀90年代,全球氣溫不僅沒有下降,反而迅速上升,溫室效應與全球氣候變暖才成為國際社會的熱點<1-10>。

現在輪到「變暖說」犯錯誤的時候了。

冰川融化和海平面上升受到多重自然條件的約束,如果徳雷克海峽沒有被封閉,南極冰川就不會有顯著的變化,完全融化只是現代氣象學家的主觀願望,是全球變暖的錯誤推論。

在全球變暖的高峰過後,我們將面臨21世紀次小冰期:

2016-2017年將發生拉尼娜事件,給全球帶來嚴重的低溫凍害。

目前,太陽正處在第24活動周的高峰年,其活動理應處於最活躍的時期。然而,太陽活動強度明顯不及上一個活動周,甚至出現太陽表面連黑子都沒有了這種罕見現象。這個太陽活動高峰年百年來最弱。有科學家指出,如果這種情況繼續發展下去,太陽將沉入超長的最低活動期。目前科學界仍然在探討太陽黑子周期是如何影響全球氣溫的。有人認為地球將進入所謂的小冰河期,有人稱會在2020年之前,有人則稱會更早。

楊冬紅等(2011, 2013)指出,近20年的研究發現,潮汐極大期、地震火山活動頻發期、太陽黑子超長極小期和全球低溫有很好的對應關係。6次時間的一一對應表明其相關性和處於同一激發機制(見表2)。

表2 太陽活動、火山噴發、強潮汐和低溫期的對應關係

太陽黑子延長極小期

時間(年)

壞天時代

潮汐極大年時間

火山活躍時間

全球氣溫

歐特

1040-1080

1010-1110

1062

低溫

沃爾夫

1280-1350

1165-1360

1264

1275-1300

小冰期

史玻勒

1450-1550

1420-1525

1425

1440-14601470-1490

小冰期

蒙德

1640-1720

1600-1725

1629

1640-1680

小冰期

道爾頓

1790-1830

1790-1915

1770

1810-1820

小冰期

21世紀

2007-??

1997-??

1974

1980-??

次小冰期

註:??表示終結時間待定。

多因素疊加是小冰期發生的根本原因。導致15-17世紀小冰期和2020年「次小冰期」出現的原因有五:

其一、處於太陽黑子超長極小期

楊冬紅等(2013)指出,國外資料顯示,太陽將進入不尋常且時間較長的「超級安靜模式」,大約從2020年開始,太陽黑子活動或許會消失幾年甚至幾十年。太陽黑子活動或許將進入「冬眠」,這種情況自17世紀以來從未出現。目前處於200年氣候周期的變冷初期。

其二、處於全球強震頻發時期

郭增建(2002)指出,海洋及其周邊地區的巨震產生海嘯,可使海洋深處冷水遷到海面,使水面降溫,冷水吸收較多的二氧化碳,從而使地球降溫近20年。20世紀80年代以後的氣溫上升與人類活動使二氧化碳排放量增加有關,同時這一時期也沒有發生巨大的海震。巨震指赤道兩側各40°範圍內的Ms 8.5級和大於Ms

8.5級的海震。郭增建等人指出,9級和9級以上地震與北半球和我國的氣溫有很好的相關性。20世紀4場最強的特大地震在很短的時間內都發生在環太平洋地震帶的沿海地區:1952年堪察加地震,1957年阿拉斯加阿留申群島地震,1960年智利地震,1964年阿拉斯加威廉王子海峽地震,與50-70年代低溫期相對應。

其三、處於全球火山活動頻繁時期

楊冬紅等(2013)指出,現代火山活動有明顯致冷的記錄:小冰期對應強火山活動,小氣候最適期對應弱火山活動。因為火山灰和二氧化硫等火山噴發物到達平流層後,較小的氣溶膠可在數月內傳播到全球,並可在平流層內持續漂浮1~3年,使太陽直接輻射減弱,造成大氣降溫。最新發表的研究報告顯示火山噴發導致了「小冰期」的到來。研究報告稱,1275年到1300年之間,熱帶地區經歷過四次大規模火山噴發,噴發出來的大量硫酸鹽顆粒進入大氣層上空反射了太陽輻射,使地球氣溫降低;1430年到1450年,也發生了一輪大規模火山噴發,與地震活動一樣,火山噴發與氣候冷暖變化導致的冰蓋消長有關(見表2)。

其四、地球軌道周期

任振球(1997)指出,木星、土星、天王星和海王星使地球冬至時的公轉半徑發生相當穩定的准周期變化,與全球尤其北半球氣溫變化的間隔60年振動相一致。在20世紀初的低溫期和60~70年代相對偏冷期,當時(1901和1960年)地球冬至時的公轉半徑分別延長了94(相當於日地距離的0.6%)和57萬公里;在30-40年代和80年代後的暖期,地球冬至時的公轉半徑(1940和2000年)分別縮短了76和44萬公里。2000-2020年地球冬至時的公轉半徑由極小值變為極大值,他推測2020年前後全球氣候將進入相對冷期。

韓延本(2003)指出,分析了美國宇航局公布的起自19世紀中期的全球及南北半球的溫度異常變化資料,得到它們存在約60年的准周期性波動的初步結果。該周期是它們的中周期波動的主要周期分量之一,它對調製溫度的總體變化趨勢可起到重要作用。分析表明,該周期分量是時變的,周期長度在19世紀略超過60年,之後緩慢變短,到20世紀後期月在55年至60年間。所謂人類活動造成的溫室效應的加劇似乎並未有打亂這一周其分量的存在。這一周期與拉馬德雷周期相對應。

其五、處於強潮汐活動時期

Keeling(2000)指出,強潮汐把海洋深處的冷水帶到海面,使全球氣候變冷,形成的全球氣候波動周期大約為1800年。在十五世紀小冰期時期,潮汐強度為最大值,以後開始減弱,直到3100年潮汐強度又將達到最大值。潮汐調溫效應使地球的溫暖期從小冰期末期一直持續到二十四世紀,而後隨著潮汐的增強,地球的氣候將逐漸變冷。今後400年處於變暖高峰,下次小冰期將在3100年出現。

楊冬紅等(2011)指出,潮汐高低潮還有200年左右的明顯周期變化。其中,1425年、1629年兩次峰值對應小冰期時期,1770年的峰值對應18世紀的低溫,1974年的峰值對應20世紀70年代的氣候變冷。特別是潮汐54-56年周期(與太平洋十年濤動的50-70年周期對應),在全球氣候變化中有非常明顯的作用。

楊冬紅等(2014)指出,潮汐變化還有月亮赤緯角最大值變化18.6年周期,與氣候變化18.6年周期對應。楊冬紅等(2008,2014)指出,1998年最熱年記錄與1995-1997年的月亮赤緯角最小值時期有關,此後16年氣候變暖間斷的原因之一是2005-2007年為月亮赤緯角最大值時期,2014-2016年月亮赤緯角最小值時期變暖增強,2023-2025年月亮赤緯角最大值時期變冷達到高潮。2014年和2015年最熱年新紀錄證實了理論預測的可靠性。

根據以往記錄,21世紀太陽黑子超長極小期過程還將持續30年以上。2000-2030年為拉馬德雷冷位相,百年極寒有可能發生,但規模較小,變冷規模要小於道爾頓極小期(見表2)。我們稱之為「次小冰期」。綜合因素表明,2020年氣候變冷將達到高潮。

參考文獻

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全球變暖導致地磁減弱:地球磁場百年內方向逆轉?

楊學祥,楊冬紅

2017-02-06 09:17:29 稿源:新浪科技科學探索

北京時間2月6日消息,據國外媒體報導,圍繞在我們地球周圍的磁場就像一個無形的力場,通過使帶電粒子偏轉散開,保護地球生命免受有害的太陽輻射。不過,這個磁場並非一成不變,而是一直處於不斷的變化之中,事實上,在地球的歷史中發生過至少數百次的磁場反轉——南磁極和北磁極相互易位。那麼,下一次磁場反轉將在什麼時候發生,又會對地球生命帶來什麼樣的影響呢?

磁場在反轉過程中並不會消失為零,而可能會變成更微弱和更複雜的形式。磁場強度有可能會減少到目前的十分之一,並且磁極都分布在赤道上,甚至可能同時存在多個南磁極和北磁極。平均而言,地球磁場的反轉每隔一百萬年才會發生幾次。然而,地磁反轉之間的間隔非常不規律,有時甚至會達到數千萬年時間。

有時候還會出現短暫且不完整的地磁反轉,此時地磁極會遠離地理上的兩極——甚至可能穿過赤道——然後再回到原來的位置。上一次完全的地磁反轉發生在約78萬年前,被稱為布容尼斯-松山反轉(Brunhes-Matuyama

reversal)。在大約41000年前還發生了一次短暫的地磁反轉,稱為拉尚事件(Laschampevent)。該事件持續了將近1000年,其中磁極真正改變的時間大約有250年。

未來百年之內將出現地球磁場反轉

鳳凰科技訊北京時間2014年6月24日消息,科學日報報導,歐洲空間局(ESA)的三顆SWARM衛星產生的第一批高解析度結果揭示了地球磁場的近期變化。過去6個月進行的測量證實了地球磁場正在逐漸減弱的趨勢,且西半球的減弱程度最為劇烈。而其它地區,例如南印度洋,磁場自1月起有所增強。最新的測量也證實了磁場朝北西伯利亞地區的移動。

圖1 地球磁場正在逐漸減弱(紅色陰影部分代表磁場增強地區,藍色則顯示了在過去6個月磁場減弱的地區)。

科學家最新研究表明,未來百年之內將出現地球磁場反轉,而之前預測這一變化將在未來幾千年才會發生,一旦磁場反轉,將造成地面輸電網絡癱瘓,潛在增大人類癌症發病率。

如果不穩定磁場現象導致磁場反轉,將對地球生命構成嚴重威脅,科學家將更多地考慮到磁場反轉造成的生物效應。

近年來全球強震頻發,林中斌認為發生這一系列災難的根本原因是由於地磁引起的。二千年以來全球磁場持續減弱,而最近150多年地磁強度下降了10%-15%。南大西洋出現地磁異常區,其磁場減弱達35%,地球磁極弱化,處於「磁極翻轉」的雛形階段,這可能是地球發生許多災變和異常現象的深層原因。

地球的主磁場會周期性地逆轉方向。這種極性顛倒在地球的歷史上間隔不規律地發生過幾百次,最近一次大約在78萬年前。美國科學家通過研究古代火山岩發現,淺核磁場(shallow core field)可能影響主磁場是否發生逆轉及其方式。當主磁場削弱時,它就變得極為重要。證據表明,現在正在接近這樣的一個過渡狀態,因為地球主磁場處於相對較弱,且正在快速減弱的階段。

第四紀冰期的5個亞冰期與地磁反向期有很好的對應關係。伏爾姆亞冰期(2-12萬年)中的兩次峰值與布容正向期中的Lashamp(2萬年前後)和Xzone(10.8-11.4萬年內)兩次反向事件相對應。里士亞冰期(25-38萬年)與Vzone反向事件(33-35萬年)相對應。滾茲-明德爾間冰期(80-93萬年)與松山反向期的Jaramillo正向事件(87-93萬年)對應。亞冰期與地磁反向事件或地磁反向一一對應(見表1)。

結論

綜上所述,近百年來的全球變暖是地磁減弱的主要原因,伴隨全球氣候進入溫暖期,地球磁場的極性反轉不可避免,類似中生代的全球氣候溫暖期和地磁正相期正在緩慢而有序地到來,期間將有目前地磁反向時期中頻繁發生的地磁正相事件:反向事件發生意味著氣候變冷,正相事件發生意味著氣候變暖。

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