地球为啥会有周期性的冰河时期？

在恒常的太阳西落与四季更迭中，我们感受到自然的稳定律动。我们总是疑惑，为何在太阳的主序星周期内，地球会出现周期性的冰川时期？南北半球被大面积的冰层覆盖，这究竟是怎么一回事呢？

过去的250万年里，地球经历了50多个大冰期，每一次都给地球的气候带来了深远的影响。那么，我们如何预测下一个大冰河时代的到来呢？

大约在40年前，科学家们开始认识到冰河时代是由地球公转轨道的偏心率和自转轴进动共同引发的。但这只是冰山一角。科学家们仍在努力理解地球轨道的摆动如何与气候系统相互作用，特别是与温室气体的作用交织，共同推动地球进入或走出冰河时代。

在距今仅21000年前的最后一个冰河时代，从太平洋到大西洋，北美、亚洲的广大陆地上，连绵不断的冰川宛如冰雪王国。从哈德逊湾的深深冰层，到延伸至纽约和辛辛那提的冰域，都展现了当时冰川的壮阔。而在南半球，巴塔哥尼亚、南非、南澳大利亚和新西兰等地，亦有显著的冰原存在。当时，地球上大部分的水被锁在冰川中，导致全球海平面下降了125米。

那么，是什么力量引发了大冰河时代的来临呢？1941年，米卢丁·米兰科维奇提出，地球轨道的摆动改变了太阳日照的分布，从而推动了冰河时代的循环。而三位科学家在30年后的研究，进一步证实了这一理论的正确性。他们利用海洋沉积物的长期气候记录，揭示了南北半球夏季日照量的变化与地球轨道参数之间的紧密联系。这些参数包括偏心率、黄赤交角和进动等。这些参数的周期性变化，产生了大约21000年的冰川周期。

除了地球轨道的变化，科学家们还在探索其他影响因素。他们意识到，研究所存在的局限性以及对于地球大气因素和轨道变化对冰河时代影响的认知还存在空白。特别是，地球轨道的变化可能并非导致冰河时代的直接原因，而是控制着冰河时代的周期。这一观点得到了进一步支持：地球轨道变化引起的日照变化可以通过行星的“大气反馈”机制来推动地球进入或脱离冰河时代。例如，当夏季的太阳辐射减少时，白色的冰会反射更多的阳光，使得该地区的温度进一步降低，形成恶性循环。科学家们正在研究冰盖、海洋和大气反馈的相对重要性以及温室气体在控制气候方面的作用。他们发现大气中的二氧化碳在地球进入冰河时代前必须达到一定的低浓度水平。这些发现为我们理解未来的气候提供了重要的线索。一种观点认为农业扩张导致的温室气体小幅增加可能推迟了下一个冰河时代的到来。如果我们继续以当前的速度排放温室气体可能会推迟下一个冰河时代的来临至少5万年。这意味着我们正在改变地球的长期气候模式并开启一个全新的人类世时代这对我们人类来说是一项前所未有的挑战与机遇我们仍然在深入探索这些问题希望能更好地理解并预测未来的气候变化以便更好地应对挑战并把握机遇。