南极冰盖影响天地球自转轴倾角，二氧化碳浓度增加

约1500万年前，大气中二氧化碳的浓度介于百万分之400至600之间，在此期间，南极洲周围不存在海冰。如今南极周围虽被海冰围绕，但受到气候变化的严重威胁。

北京时间1月23日消息，据国外媒体报道，随着温室气体二氧化碳浓度不断增加、持续变暖，南极冰盖越来越容易受天文学尺度的循环周期影响，尤其是地球自转轴倾角。

新研究发现，3000万年来，南极冰盖延伸入海时，对地球自转轴倾角的反应为强烈，因为延伸入海的冰盖会与温度较高的洋流接触，从而加速融化进程。假如人类对二氧化碳排放不加以控制，到了下个世纪时，大气中的二氧化碳浓度便会接近历*自转轴倾角对冰盖融化速度达到gao峰时的二氧化碳浓度。

1月14日发表在期刊《自然地质科学》（Nature Geoscience）上的一篇研究报告指出，随着二氧化碳浓度突破百万分之400，气候对地球自转轴倾角的反应将变得更加敏感。

“大气中的二氧化碳含量是关键的一点。”该研究的共同作者、威斯康星大学考古气候学家斯蒂芬•梅耶斯（Stephen Meyers）指出。若二氧化碳浓度高、自转倾角大两个条件同时具备，将对厚达数公里的南极冰盖造成致命性打击。

重构过去

4万多年来，地球自转轴倾角一直在不断变化，“就像一把安乐椅般前俯后仰”。目前该倾角约为23.4度，但它一度曾小至22.1度，或大至24.5度。自转轴倾角决定了阳光直射地面的时间和位置，因此会对气候造成影响。

为重新构建南极冰盖对自转轴倾角的反应历史，梅耶斯和共同作者们利用了几个不同的、有关地球气候历史的信息来源。其中之一是由一种名叫“底栖有孔虫”的单细胞生物留在海底的碳酸钙。该生物会围绕着自己分泌出一层碳酸钙外壳，相当于留下了一份遍及、持续不断的海洋与大气化学记录。

南极周围的沉积物记录也为气候历史提供了另一信息来源。（气候历史正是本研究的共同作者、新西兰惠灵顿维多利亚大学的古气候学家理查德•勒维（Richard Levy）研究的专业。）这些沉积物由研究人员通过钻探从海底取出，同样记录了过去的气候信息。例如，冰川会在其所在位置上留下*的泥土、沙子与碎石混合物。因此这些钻核可以详细体现出冰川曾经所在的位置。不过，这些记录中也存在一定缺口。

科学家目前还不*清楚为何冰盖对自转轴倾角的敏感度会发生变化，不过答案似乎与冰盖和海洋之间的相互作用有关。当倾角较大时，极地地区温度更高，赤道与两极之间的温差也相对较小。因此风和洋流规律也会随之变化（其规律主要由温差决定），终导致更多温暖的海水流向南极边缘。

当冰盖主要位于陆地上时，海水并不会触及冰盖。但一旦冰盖与海水接触，温暖的海水便会造成重大影响。海上浮冰似乎能挡住一部分海水，减缓冰盖的融化趋势。但如果二氧化碳浓度足够高、致使海水浮冰纷纷融化，这些暖流就如入无人之境。在这种情况下，地球自转轴倾角的影响似乎便可达到大。上次这种情况约发生在2450万年至1400万年前。

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冰循环

利用从这两处来源获取的数据，研究人员成功拼凑出了3400万至500万年前的南极历史。勒维指出，南极的首ge大型冰盖约形成于3400万年前，而常年存在的海冰一直到300万年前方才成为常态，正是在300万年前，二氧化碳浓度跌落到了百万分之400以下。

从3400万年至2500万年前，大气中的二氧化碳浓度一直非常高（百万分之600至800），且南极的大部分冰都位于陆地上，不与海洋接触。在这一时期，南极洲冰盖的变化对地球自转轴倾角相对来说并不敏感。

在1300万至500万年前，二氧化碳浓度再次下降，达到了百万分之200左右。此时海面浮冰变得更加普遍，冬季可在整个开放海域构成一层冰壳，只有夏天才会有所变薄。在这一时期，冰层对地球自转轴倾角的敏感度进一步下降。

从这段历史来看，南极的未来恐怕不容乐观。2016年，地球大气中的二氧化碳浓度超过了百万分之400，并将永jiu维持在这一水平之上。勒维指出，上次二氧化碳达到这么高浓度时，南极周围不存在全年浮冰。假如温室气体排放照现在这样持续下去，目前的海冰也会日益减少。“我们将一下子跳回数百万年前的那个世界。”

“南极脆弱的海上冰盖会感受到目前较大的自转轴倾角的影响，南极边缘的海洋变暖也会继续加剧。”勒维表示。

1月14日，另一组研究人员报告称，南极冰盖融化速度已经比10年前快了10倍。研究人员发现，在1979至1990年间，南极洲每年约损失400亿吨冰。但在2009年至2017年间，南极冰盖的年均流失量已经达到了2520亿吨。

研究人员正在寻找上述三段时期中、影响冰盖对地球自转轴倾角敏感度的小规模变量。但主要信息已经昭然若揭。“南极海冰显然非常重要，”勒维表示，“我们还要继续努力，设法实现减排目标。”