地球軌道變化可能是地球歷史上最熱時期的關鍵

我們的地球正在變暖，這是不爭的事實，但是這並不是地球歷史上最熱的時候。在數百萬或數十億年前的不同時期，地球比現在溫暖得多。其中最引人注目的一次「熱潮」發生在五千六百萬年前的古新世–始新世氣候最暖期(Paleocene-Eocene Thermal Maximum)，這是一個相對短暫的異常變暖時期，在此期間，原本就遠高於平均氣溫大約五度的情形下在短短幾千年的時間裡再度往上飆升了約攝氏五度，到處都是熱帶氣候，兩極完全沒有冰帽。

這種現象對生命的影響是戲劇性的，海洋生物因無法在溫暖的海水中生活而大批死亡；同時，哺乳動物從中受益，在隨後的千年裡迅速擴張和演化，為包括人類在內的未來物種奠定了基礎。

雖然大氣中的碳確實加劇了氣溫的上升，但是古新世–始新世氣候最暖期的高溫並不是由大氣中的碳所引發的。相反地，夏威夷大學和烏特勒支大學（Utrecht University）的一組科學家發現，這是天文和陸地的綜合條件作用下，將地球的氣候推向崩潰的邊緣，加深了我們對地球軌道變化如何影響氣候的理解，它還為我們當前的全球暖化提供了一個罕見的歷史先例。

地球軌道並不如想像中是完美、穩定的圓，我們繞太陽的路徑實際上看起來像一個稍微被壓扁的橢圓。這稱為偏心現象，它隨著時間的推移會發生可預測的變化，或多或少會被擠壓成一個有規律的週期。不過，夏威夷大學海洋學家李察·施（Richard Zeebe）教授說，這種偏心的程度對氣候有明顯的影響。研究團隊利用南大西洋的沉積物核心來追蹤地球在古新世–始新世氣候最暖期時期的偏心率，透過觀察沉積物的種類，他們發現了一種有規律的模式，這種模式與軌道偏心週期的模式一致，因此它們是地球軌道變化一個很好的證據。

通過這種方法，他們能夠精確定出古新世–始新世氣候最暖期的突然高溫，當時地球的軌道正處於偏心率極大的位置。施教授說，一個偏心率大的軌道意味著更高的太陽輻射，導致氣候變暖是有道理的，那時地球的氣候已經很熱了，而這也意味著它可能替古新世–始新世氣候最暖期做出了正回饋效應，偏心率的改變僅僅是改變了太陽輻射量的提升，但不僅如此，當時的全球陸地正處於撕裂時期，大量熔化的岩石、熱從陸塊中湧出，並加熱富含碳的沉積物，使得海洋酸化，大量海洋生物死亡，兩極冰帽的永凍土中的死亡生物也開始腐爛，兩者均釋放出大量甲烷，這種氣體的溫室效應程度比二氧化碳高出二十一倍以上。

這種令人窒息的環境持續了大約十七萬年，比之前的一些估計要長。古新世–始新世氣候最暖期的新解釋本身就很有趣，它提醒我們，地球軌道的動力學可以對我們的生活產生真正的影響。但是，古新世–始新世氣候最暖期作為一種理解當今氣候變化的寶貴資源也是無價的，這是地球歷史上為數不多的幾個氣候變得非常溫暖、非常迅速的時期之一，在不久的將來我們可以期待一些線索可能被發現。

【圖、文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在已經出版的《科學》期刊