「古新世—始新世熱極限事件」是由突然釋放出來的3000億至3萬億噸的化石碳氣體引發的,最終的結果是始新世早期的氣溫要高於我們今天的氣溫,當時兩極地區沒有冰層覆蓋,氣溫比正常情況升高了6℃,而且這段時期足足持續了2000年。
在這2000年裡,地球低緯度和中緯度地區很多地方一片荒蕪:在陸地上,到處都是沙漠;在海洋中,臨近海平面的海水上層也很少有海洋生物活動,因為一旦海平面的溫度超過20℃,海洋生物就會大大減少。只有在接近兩極地區的高緯度地帶氣溫適宜的地方才有陸地生物和海洋生物的繁衍。
5.冷熱「風暴眼」,冰期來了
對於生命來說,宇宙是一個充滿敵意的地方。到處都是真空。在極少數臨近真空狀態的地方,溫度又非常高,化學反應無法進行——分子在穩定地形成之前就被分開了。而有些地方又太冷——由於反應過於緩慢而失去了生命出現的可能。
還好,還有一個溫曖和有水的地方——地球,但各種各樣的危險潛伏在它的周圍。火山爆發噴吐出連綿的熔岩,把數百萬噸有害的化學物質拋到空中,引發強烈的地震;海嘯不斷改寫大範圍的海岸線;冰河時代的出現改變了全球氣候……
是否可以這樣推論,大概在公元前10000年,極其可怕的災難席捲了地球。地球上火山爆發,地震不斷,洪水四溢。緊接著,大量的植物和動物滅絕,恐怖的全球黑暗時代到來。這是一個充滿荒涼的世界,事實上,災難的突發遠遠超出了人們的想像。
這次災難到來得很突然。倖存的人們到處找尋洞穴和高山避難,關於他們境況的記錄保存在成百上千的大洪水神話或者火災神話中,這些故事每一個文明傳統裡都有。最近一個世紀,科學家收集了關於這場災難的證據,用「冰河期理論」加以解釋。
現代科學界一向偏愛均變論,這種對均變論的偏向唯物主義(這種理論假設所有的存在,包括思想都是由物質構成的)結伴出現,它們正是傳統人類起源理論的基礎,儘管這基礎根本未經證明。
大約在6.5億年前,地球呈現完全冷凍狀態,表面溫度驟然跌落,整個地球覆蓋在3000多米厚的冰層之下。這一冰凍期持續了大約2500萬年之久。
地球每隔一段時間都會遇到一段冰川期,在過去300萬年來,地球跌跌撞撞地循環走過了幾十個冰川期。每次冰川期到來,極地的冰層都慢慢擴大到其他地方。冰川期快結束的時候,它們又慢慢縮回到極地。每次冰川期一般都僅持續大約4.1萬年,但在過去的50萬年中,地球被這些冰層覆蓋的時間卻長達10萬年。
冰川還可能會引起另一種連鎖災難。美國的科幻電影《後天》,講述的是全球溫室效應改變了海洋暖流的運動,從而使得地球在幾周時間內進入到了冰川期。冰可以反射85%的太陽光,而海面對陽光的反射率不足10%。冰川越多,暴露於陽光之下的海面也就越少,那麼地球吸收的陽光能量就越少,氣溫就會越來越低。一旦地球被冷凍,單細胞微生物就會死亡或退化。這樣,只有發生一系列大規模的火山爆發,幾十甚至上百億噸熾熱的火山熔岩才有可能融化厚厚的冰川。
與此同時,過去50萬年中,冰川期及間冰期的溫度變化都變得更加極端,最低溫度和最高溫度的紀錄連續被打破。根據地球岩石的紀錄,這些極端的氣候變化不可能在短時間內緩解,而最近的兩次冰川期更是有史以來氣候變化幅度最大的兩次。在這次即將到來的冰川期中,北美洲的遭遇與其在過去十幾萬年間的歷次冰川期相似,將被厚厚的冰層覆蓋。同時,電腦模擬顯示,歐洲和亞洲也進入了冰層區,從英格蘭到敘利亞,大片的土地都將被厚達3.5千米的冰層覆蓋。這是此前冰川期中從未見到的景象。
2010年2月,美國賓夕法尼亞州立大學的理查德·艾理教授通過採集、對比被稱為冰核的冰川深層標本來推斷氣候的變化。艾理最驚人的發現發生在北美的格陵蘭島,他在那裡鑽出了一條3公里深的冰核,獲得了10萬年以上的氣候歷史。
通過研究這段冰核,理查德·艾理教授發現,氣候循環的主要模式——間冰期與冰川期相互交替,只是問題的一個方面。冰核證據顯示,有一個10年當中,在格陵蘭島中部,溫度變化了18華氏度。這說明,氣候並不總是循序漸進地發展,而是在兩個極端之間野蠻地搖擺,它不僅在冰川期中發生過變化,甚至還在穩定的間冰期中也發生過變化。更糟糕的是,這種變化來勢迅猛,10年當中就能把氣候徹底改變。
更讓人擔心的是,研究還顯示,氣候的這種瘋狂搖擺,似乎是一種正常狀態,而人們所享受萬年的穩定氣候,實際上是自然界的一種反常現象!
2011年初,中國福建博物院展示了一批化石標本,距今3萬到1萬年前,地球發生過一次大的冰期,2.7萬至1.1萬年前的冰川時期,台灣海峽一帶原來是一片遠古動物樂園,
標本經過北京大學實驗室測定,這些動物生活的年代在2.7萬至1.1萬年前的冰期。包括諾氏古菱齒象、軸鹿、達維四不像鹿等。而大陸與中國台灣地區在大約1萬到4萬年前陸地是相連的。
18和19世紀人類最大的發現之一就是,曾在地球上一度繁衍生長的絕大多數物種突然銷聲匿跡了。達爾文的進化論對此首先作了闡釋。他認為,這些物種的逐漸絕滅是因為在不停的生存競爭中,它們對於環境的適應能力劣於它們的競爭對手。
冰川期的形成,與地球圍繞太陽旋轉的軌道有關。地球的旋轉軌道並不總是完美的圓環。科學家發現,在這種持續了10萬年的循環中,軌道先是從近似一個圓形,然後拉伸成一個橢圓形,之後又恢復到近似圓形。在橢圓形軌道上,地球遠離太陽約500萬公里,這個期間,地球便進入了寒冷的冰川期。而當軌道恢復成圓形時,冰川期又會被溫暖的間冰期取代。
現在,地球正處於間冰期,氣候相對穩定,人類文明得以迅猛發展。但地球的氣候遠比人們想像的難以預測,已有科學家提出:地球可能會在沒有任何預兆的情況下提前進入第五紀冰川期。
為了找到冰川期有可能提前的確切證據,一些科學家將目光投向了浩瀚的海洋。
眾所周知,大洋暖流有助於穩定天氣模式。但是,科學家們最近發現,洋流有時也會變得異常慵懶。
艾理的一條冰核記錄顯示了發生在1.3萬年前(上一個冰川時代末期)全球範圍內氣候的劇烈變化。當時,全球變暖,北美洲的冰川開始融化,在今天加拿大的哈德森海灣,形成了一個巨大的淡水湖。這個湖被冰山形成的大壩包圍著,但大壩最終裂開了,11.5萬億立方米的淡水注入了北大西洋。由於淡水濃度比海水低,不會下沉,造成大洋熱鹽環流速度減慢,暖空氣的循環停止,溫度隨即大幅降低。這就是「新仙女木事件」。這一反常的寒冷時代,統治了地球1000多年。
美國陸軍寒地研究與工程實驗室的氣候學家唐·佩羅維奇研究發現,20世紀60年代,北極海冰的平均厚度超過3米,而今天還不到1.8米。以這樣的速度,不用50年,北極的海冰層就會消失。
海冰就如同一個塞子,它可以阻止淡水冰河直接向大洋推進。一旦海冰消失,淡水冰河就會暢通無阻地湧入大洋。隨著越來越多的冰河融化,勢必會引發又一個冰川期。
海洋學家尼奧·博格為這種現象找到了直接的證據,他的研究小組在格陵蘭島海岸發現,洋流運動確實正在變慢。有些科學家據此預測,100年內,大洋熱鹽環流就會停止。但博格更悲觀,他擔心,這種變化會發生得很快。
大約在1萬多年前,極少數的現代人在最後的一次冰期中倖存了下來。這些曾經數度覆蓋地球表層的冰期是由地球年平均溫度發生了幾度的變化所引起的。在以往的100萬年中,這樣的冰期不斷重複發生,它發生的規律性實在令人吃驚。距人們最近的一次冰期大約在1.8萬年前進入盛期。當時,冰層覆蓋了歐洲和北美的絕大部分地區。通過對海洋沉積物中氧的同位素含量的丰度進行測定,就能夠對以往不同時期現於地球的冰川時代作出判斷。在通常情況下,水中所含的氧是氧16,它的原子按裡分別有8個質子和中子。而氧的另一種同位素氧18的原子核裡則有8個質子和10個中子,而氧18這種類型通常只佔地球含氧量的千分之幾。這兩類氧的化學性質幾乎是—樣的,但由於氧18稍重一些,因而當水蒸發時,易於留存下來。當冰期來臨時,海洋裡的一部分水蒸發到天空變成雨雪落到地面,帶走了大量的氧,致使海洋裡的氧18含量增多。
因此,海洋沉積物中氧18濃縮物的變化就為人們勾勒出了一幅冰蓋形成的自然歷史圖畫。氧18的變化情況表明冰川形成的歷史具有某種引人注目的週期率。它們每隔不同的時期重複出現,其間隔期分別為10萬年、4.3萬年、2.4萬年和1.9萬年。對這種週期性變化的解釋既簡單又出人意料。它是由南斯拉夫天文學家米留丁·米蘭科維奇在本世紀前半葉首先提出的。當地球環繞太陽運轉時,地球上出現了從冬到夏這種週而復始的季節變化。這是因為地球自轉軸線與地球軌道平面的夾角並不是恰成直角,而是成23.5度的斜角。因此,當北半球夏季來臨時,太陽處在天空中較高的位置,日照時間長,我們接受的熱量就多些;同此道理,冬季太陽在天空中的位置偏低,日照時間短,氣溫也就相對的冷一些。如果地球自轉軸線不成斜角,情況就非如此。關於引起地球熱量變化原因的更精巧的解釋是,地球公轉的軌道並不是一個正圓形,而是一個橢圓形。
橢圓形與正圓形的度數差用一個數值來表示,叫做偏心率。地球的軌道是橢圓形,加上太陽處在中心位置,這就意味著地球軌道上有一點距離太陽最近,我們稱之為近日點。地球運行到近日點的時間是每年的1月。現在我們已經得知,由於月球和其它行星引力作用的結果,地球自轉軸的傾斜度、地球公轉軌道的偏心率以及到達近日點的時間,這三者都在隨時間發生緩慢的變化。偏心率的變化是每10萬年一次,地軸傾斜度是每4萬年一次,近日點變化要複雜一些,它在每隔2.3萬年和1.9萬年之間交替。因此,米蘭科維奇的理論回答了氧18含量的丰度所表明的冰川形成具有週期性的原因,因而也回答了冰川覆蓋量的問題。冰川覆蓋量取決於夏天氣溫處於0℃以下的地區的面積,因為只有這樣,冰蓋才能年復一年地堆積起來。人們發現,在冰期到來時,物種的滅絕率同樣達到了高峰,尤其是熱帶物種,它們陷入了走投無路的境地,例如加勒比海地區的物種就找不到更為溫暖的地方。
冰川學家,史前氣候專家洛蘭·李斯基認為,下一個冰川期可以比此前100萬年中的任何一次都要來得嚴重。500萬年前,複雜生命剛剛開始進化,地球那時的溫度比現在高出很多,極地沒有任何冰。上一次類似的「溫室地球」階段大約發生在1億到5000萬年前,當時南極上森林蒼鬱,淺海則覆蓋了現在美洲、歐洲和非洲的大片地區。
這之後,可能是與喜馬拉雅山快速上升有關,地球大氣中的二氧化碳量開始慢慢下降,地球也開始慢慢變冷。南極在3000萬年前第一次出現了永久性冰蓋,此後慢慢擴大。不久,北極也出現冰蓋。
250萬年前左右,地球氣候進入了全新的震盪階段,冰川期與間冰期頻繁交替一直到現在。在此期間,北半球的冰層也不斷擴大。這期間,北歐、北亞和北美洲的覆冰厚度一度高達4000米,海平面則在今天海平面的120米之下。一次比一次更冷的冰川期,讓地球在過去50萬年中總體來說不斷變冷——直到「人類世」到來。「人類世」這個詞是剛開始受到廣泛認可的地質概念,由諾貝爾獎得主大氣化學家保羅·克魯岑提出。它沒有特定的起始時間,意指人類活動開始對地球大氣和生態產生越來越關鍵影響的這段時間。
世界或將進入一個小冰期,是自然界的輪迴現象,其實並非是目前人類所面對的最大災難。《太甲》曰:「天作孽,猶可違。自作孽,不可活。」「人禍」隱憂也許才是最嚴重的。而人類之所以走到危機四伏的境地,是人類慾望膨脹、靈魂分裂和自身擁有越來越強大的能量結合後所造成的。