破译远古气候的八个“密钥”

只有把现在的气候状况与过去的进行对比，我们才能搞清楚古今气候究竟发生了哪些变化。科学家如何才能进行这种对比?通过什么方式才能了解过去的气候状况呢?其实方法有很多种，例如通过树的年轮、沉积物等等。下面就是几种可以破译远古气候的秘密的方法。

　　

　　1　树的年轮

　　

　　很多人都知道，树的每一个年轮代表一年。不过人们不知道的是，这些同心圆隐藏着更多的信息。年轮的厚度显示了那一年树长了多少。如果科学家清楚什么温度和湿度适合那种树生长，他们就能通过年轮的厚度推测当年的气候状况。世界各地的古气候学实验室目前都在着手建立年轮数据资料库。

　　

　　2　冰芯

　　

　　20世纪60年代，科学家开始从格陵兰和南极洲采集冰芯。这些垂直向下收集的冰柱，往往包含数十万年间慢慢积聚下来的冰。通过分析冰芯的化学成分，尤其是氧同位素，科学家就能了解有关气温的信息，如其中含有的氧－18(一种氧的同位素)少，则说明当时的温度低。

　　不过冰芯隐含的信息还不止这些。冰层的厚度显示了当年的积雪量，将同一地区采集的两个冰芯进行对比，如果发现同一年的积冰厚度存在很大差别，说明这是风造成的。科学家通过冰里的小气泡，可以获知远古大气里包含什么气体。

　　

　　3　沉积物岩芯

　　

　　沉积物岩芯跟冰芯一样，是从地下收集的垂直柱体，用来获得古气候数据。图中显示的是美国华盛顿大学的科考队在克利柏顿岛所获得的沉积物岩芯。克利柏顿岛是荒芜人烟的偏远的太平洋小岛，但该岛位于热带辐合带(ITCZ)，是南、北半球的风的交汇处。热带辐合带沿环形路线运行，对热带天气具有很大影响。

　　

　　4　蛤壳

　　

　　冰芯和沉积物样本的化学组成，显示了过去的气候环境，比如很多年间每年的平均气温。不过蛤壳或许能让科学家从中了解更多。今年3月对从冰岛获得的蛤壳进行的一项研究发现，贝壳每层里所含的氧同位素水平，与它们所在的水体温度息息相关。该科研组发现，通过剥离每层进行分析，他们可以精确得知这些生物所在的水体在几周内的温度变化情况。

　　

　　5　有孔虫类

　　

　　有孔虫类的历史可以上溯到5亿年前的寒武纪时期。在世界各地的海洋里都能发现这些非常简单的有机物，其中包括大洋的最深处——马里亚纳海沟。历史学家还注意到，即使在埃及金字塔的石灰岩里，也能找到有孔虫的痕迹。由于这些生物生活在很久以前，因此它们为科学家提供的历史记录，比其他方法所能提供的更加久远。比如，科学家利用有孔虫的碳和氧同位素记录，再现了过去6500万年间的气候节律。

　　

　　6　花粉

　　

　　随风飞扬的花粉看起来很像转瞬‘即逝的尘埃，但其实这些粒子在自然环境下能保存很长时间，甚至在土壤里变成化石。科学家在收集到一个沉积物岩芯时，往往能在里面发现属于不同历史时期的花粉。由于植物要在特定温度和气候条件下才能生长，因此科学家通过研究这些花粉混合物，就可以确定一个时期的气候状况。在2009年进行的一项研究中，人们通过花粉追踪，发现在1100年～1533年间，南美洲安第斯山脉出现一段温暖时期，这也许解释了印加文明为什么会在这一时期迅速扩张。

　　

　　7　牡蛎

　　

　　牡砺壳的化学成分记载了过去它们生活环境的气候状况。最近科学家通过研究牡蛎，证实美国历史上的重要一页——1607年詹姆斯敦殖民地在维吉尼亚成立及其所经历的一段艰难时期。考古学家从詹姆斯敦殖民者所扔的垃圾中发现了牡蛎壳。这些已有400岁的牡蛎壳显示，当时詹姆斯河水变得咸度很大，这说明那段时间该河缺少淡水补给，这些殖民者遇到了千年一遇的旱灾。

　　

　　8　红杉树的烧痕

　　

　　与巨大的红杉树的寿命相比，人生只是转瞬之间。800～1300年前，加利福尼亚的红杉树在静静地忍受着越来越干的气候，森林大火也更加频繁。人们之所以会知道这些，是因为那些在大火中受伤的红杉树目前仍顽强地活着。年轮上留下的烧痕与在这一地区发现的相同时期的木炭沉积物相符。

　　

　　责任编辑　庞　云