为什么地球历史上会循环出现冰期

地球物理学家米兰科维奇在20世纪40年代初提出了“地球长期气候变化和地球轨道的周期性变化关系”,也就是今天说的“米兰科维奇旋回”。他在做了大量计算后,发现三种主要的地球轨道变化可能引起气候的周期性变化:公转轨道的偏心率(地球的轨道在圆形与椭圆形之间变化),大概95 000~125 000年一个周期;黄赤交角,每41 000年间在22°~24°之间来回变化;由于岁差(地球自转轴的方向因重力作用逐渐漂移),自转轴的顶部以大约26 000年的周期扫掠出一个圆锥。

这一理论提出之初并没有得到普遍认同,甚至还遭到不同程度的批判。直到20世纪的六七十年代,研究古气候的方法得到了巨大发展,资料也不断积累,科学家们发现,第四纪的气候具有一系列冰期—间冰期旋回变化特征,周期为2万~10万年,这与米兰科维奇计算的冰川曲线结果相当一致,无疑强烈地支持了米兰科维奇的理论。

然而,随着近30年来更精确的古气候资料不断积累,米兰科维奇的理论又受到了极大的挑战。比如,10万年周期的偏心率变化所引起的太阳辐射变化,相对于岁差和黄赤交角而言,几乎小了一个数量级。而在近80万年以来,冰盖的扩大收缩变化却恰恰以10万年周期为主。这种较小的太阳辐射变化周期,是如何主导了地球的主要冰期循环?同时,偏心率变化还存在40万年周期,而冰盖变化的40万年周期却并不存在。今天,科学家们正在努力研究更多的有效机制,结合米兰科维奇循环,以解释地球历史上冰期的循环。

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