南極冰蓋影響天地球自轉軸傾角，二氧化碳濃度增加

約1500萬年前，大氣中二氧化碳的濃度介于百萬分之400至600之間，在此期間，南極洲周圍不存在海冰。如今南極周圍雖被海冰圍繞，但受到氣候變化的嚴重威脅。

北京時間1月23日消息，據國外媒體報道，隨著溫室氣體二氧化碳濃度不斷增加、持續變暖，南極冰蓋越來越容易受天文學尺度的循環周期影響，尤其是地球自轉軸傾角。

新研究發現，3000萬年來，南極冰蓋延伸入海時，對地球自轉軸傾角的反應為強烈，因為延伸入海的冰蓋會與溫度較高的洋流接觸，從而加速融化進程。假如人類對二氧化碳排放不加以控制，到了下個世紀時，大氣中的二氧化碳濃度便會接近歷*自轉軸傾角對冰蓋融化速度達到gao峰時的二氧化碳濃度。

1月14日發表在期刊《自然地質科學》（Nature Geoscience）上的一篇研究報告指出，隨著二氧化碳濃度突破百萬分之400，氣候對地球自轉軸傾角的反應將變得更加敏感。

“大氣中的二氧化碳含量是關鍵的一點。”該研究的共同作者、威斯康星大學考古氣候學家斯蒂芬•梅耶斯（Stephen Meyers）指出。若二氧化碳濃度高、自轉傾角大兩個條件同時具備，將對厚達數公里的南極冰蓋造成致命性打擊。

重構過去

4萬多年來，地球自轉軸傾角一直在不斷變化，“就像一把安樂椅般前俯后仰”。目前該傾角約為23.4度，但它一度曾小至22.1度，或大至24.5度。自轉軸傾角決定了陽光直射地面的時間和位置，因此會對氣候造成影響。

為重新構建南極冰蓋對自轉軸傾角的反應歷史，梅耶斯和共同作者們利用了幾個不同的、有關地球氣候歷史的信息來源。其中之一是由一種名叫“底棲有孔蟲”的單細胞生物留在海底的碳酸鈣。該生物會圍繞著自己分泌出一層碳酸鈣外殼，相當于留下了一份遍及、持續不斷的海洋與大氣化學記錄。

南極周圍的沉積物記錄也為氣候歷史提供了另一信息來源。（氣候歷史正是本研究的共同作者、新西蘭惠靈頓維多利亞大學的古氣候學家理查德•勒維（Richard Levy）研究的專業。）這些沉積物由研究人員通過鉆探從海底取出，同樣記錄了過去的氣候信息。例如，冰川會在其所在位置上留下*的泥土、沙子與碎石混合物。因此這些鉆核可以詳細體現出冰川曾經所在的位置。不過，這些記錄中也存在一定缺口。

科學家目前還不*清楚為何冰蓋對自轉軸傾角的敏感度會發生變化，不過答案似乎與冰蓋和海洋之間的相互作用有關。當傾角較大時，極地地區溫度更高，赤道與兩極之間的溫差也相對較小。因此風和洋流規律也會隨之變化（其規律主要由溫差決定），終導致更多溫暖的海水流向南極邊緣。

當冰蓋主要位于陸地上時，海水并不會觸及冰蓋。但一旦冰蓋與海水接觸，溫暖的海水便會造成重大影響。海上浮冰似乎能擋住一部分海水，減緩冰蓋的融化趨勢。但如果二氧化碳濃度足夠高、致使海水浮冰紛紛融化，這些暖流就如入無人之境。在這種情況下，地球自轉軸傾角的影響似乎便可達到大。上次這種情況約發生在2450萬年至1400萬年前。

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冰循環

利用從這兩處來源獲取的數據，研究人員成功拼湊出了3400萬至500萬年前的南極歷史。勒維指出，南極的首ge大型冰蓋約形成于3400萬年前，而常年存在的海冰一直到300萬年前方才成為常態，正是在300萬年前，二氧化碳濃度跌落到了百萬分之400以下。

從3400萬年至2500萬年前，大氣中的二氧化碳濃度一直非常高（百萬分之600至800），且南極的大部分冰都位于陸地上，不與海洋接觸。在這一時期，南極洲冰蓋的變化對地球自轉軸傾角相對來說并不敏感。

在1300萬至500萬年前，二氧化碳濃度再次下降，達到了百萬分之200左右。此時海面浮冰變得更加普遍，冬季可在整個開放海域構成一層冰殼，只有夏天才會有所變薄。在這一時期，冰層對地球自轉軸傾角的敏感度進一步下降。

從這段歷史來看，南極的未來恐怕不容樂觀。2016年，地球大氣中的二氧化碳濃度超過了百萬分之400，并將永jiu維持在這一水平之上。勒維指出，上次二氧化碳達到這么高濃度時，南極周圍不存在全年浮冰。假如溫室氣體排放照現在這樣持續下去，目前的海冰也會日益減少。“我們將一下子跳回數百萬年前的那個世界。”

“南極脆弱的海上冰蓋會感受到目前較大的自轉軸傾角的影響，南極邊緣的海洋變暖也會繼續加劇。”勒維表示。

1月14日，另一組研究人員報告稱，南極冰蓋融化速度已經比10年前快了10倍。研究人員發現，在1979至1990年間，南極洲每年約損失400億噸冰。但在2009年至2017年間，南極冰蓋的年均流失量已經達到了2520億噸。

研究人員正在尋找上述三段時期中、影響冰蓋對地球自轉軸傾角敏感度的小規模變量。但主要信息已經昭然若揭。“南極海冰顯然非常重要，”勒維表示，“我們還要繼續努力，設法實現減排目標。”