姜滿

我們常常在新聞中看到,東邊氣溫又創了新高,連續數月干旱,西邊又遇上了百年一遇的洪水,北部冷得需要提前一個月開暖氣,南部大半年都在過夏天……而這么多的氣候異常歸根結底都是人類的“鍋”,是人類活動造成的。這讓人不禁想問,如果地球上再也沒有人類,氣候又會怎么變化呢?
實際上,人類對地球的影響并沒有我們想象的那么大。
太陽是地球的母星,它對地球的影響是巨大的,可以說它每打一個“噴嚏”(太陽黑子),地球都要抖三抖。1843年,德國天文學家施瓦布在連續17年觀察與統計太陽黑子的平均變化數量后發現,每隔大約11年,太陽磁場就會發生一次翻轉。在這個過程中,太陽的亮暗程度會發生輕微的變化,這對地球的影響雖然不大,但它釋放出的物質將對地球產生大范圍的影響。
在太陽變亮的時期,即太陽活動高峰期,太陽溫度上升,導致太平洋地區海水蒸發加劇,從而增強了熱帶降雨和刮風,同時導致東太平洋降溫。這些變化會造成類似拉尼娜現象的影響,即太平洋兩岸地區氣候異常,冬冷夏熱、臺風增加、南旱北澇等現象出現。
此外,在類拉尼娜現象發生后一年至兩年間,暖和的海水逐漸取代了東太平洋的冷水,由太陽活動高峰引起的類拉尼娜現象將演變成類厄爾尼諾現象,全球升溫、北方大旱和南方暴雨等均可能出現。
太陽變暗的時候,給地球提供的熱量將輕微地減少,據英國雷丁大學氣象學家馬修·歐文斯等人建立的模型估算,減少的熱量約為0.04%~0.08%,他們認為這可能是“小冰河時代”——15~19世紀的平均溫度較低的原因之一。
除了太陽外,一些“天外來客”也會對地球氣候造成較大的影響。我們記憶最深刻的當屬6600萬年前將恐龍撞入“地獄”的小行星希克蘇魯伯,這是讓天地“變色”的一撞。火山噴發,山火蔓延,大量的灰塵和硫磺被吹入大氣層,導致地球數年時間都暗無天日,平均氣溫下降了20℃以上。植物成片成片地死去,恐龍就在這樣饑寒交迫的境地下慢慢走向了滅亡。這顆行星帶來的影響還不止于此,石灰巖燃燒和森林火災還給地球大氣留下了“臨別贈禮”——二氧化碳,讓地球在未來幾個世紀的時間里都處于“發燒”狀態。
當太陽、月亮和其他行星的相對位置發生改變時,地球受到的引力會發生變化,地球的公轉軌道就會隨之改變,即離太陽的遠近程度會發生周期性的變化,這種現象被塞爾維亞的氣候學家米盧廷·米蘭科維奇發現,并命名為米蘭科維奇循環。顯然,地球離太陽越近,氣溫就會越高,反之氣溫下降,而這種改變對中緯度地區的氣溫變化的影響是最大的。
在大約1.17萬年前的更新世時期,米蘭科維奇循環控制著地球氣候,使地球處在“水深火熱”之間。當地球的軌道靠近太陽時,地球北部的夏季氣溫升高,北美洲、歐洲和亞洲等地大量冰蓋融化。由于溫暖的海水溶解的二氧化碳較少,更多的二氧化碳被釋放到大氣中,全球的氣溫變得更高。當地球公轉軌道改變,夏季氣溫下降時,這些冰蓋又重新凍結,地球進入了冰河期。根據科學家的推算,目前地球正在處于循環中逐漸遠離太陽的狀態,如果沒有人類活動排放出的大量二氧化碳的影響,我們將在未來150 0年左右進入下一個冰河時代。
能托起山脈、激發海嘯、將城市夷為平地的地質運動,同時也在改變著地球的氣候。玄武巖和火山巖分別組成了陸地地殼和海洋地殼,它們是地球的“空調”。水滴石穿、穿云裂石,水和風的作用能將巖石粉碎,從巖石中溶解的鈣離子能與空氣中的二氧化碳反應生成石灰巖,從而吸收大氣中的二氧化碳。當板塊碰撞將陸地地殼和海洋地殼的巖石推擠向高空時,這些巖石從大氣中吸取二氧化碳的速度會大大增加,此時地球“空調”就開始了“制冷”。

板塊分離也同樣會給地球“制冷”。在侏羅紀和白堊紀時代,恐龍還在南極漫游,這是因為當時南美洲和南極洲還沒有分離,大陸上的火山活動很活躍,大氣中二氧化碳的濃度達到了1000ppm(ppm表示百萬分之幾),遠高于如今的415ppm,南極洲的平均溫度比現在高5℃~9℃。但3570萬年前,南美洲開始與南極洲分離,南極洲被推向高緯度,氣溫越來越低。
大規模熔巖和地下巖漿的噴發是不亞于小行星撞擊的大殺器,一次噴發過后,當地生物往往是十不存一,只剩下一堆堆火成巖。在2. 52億年前的二疊紀末期,地下巖漿點燃了西伯利亞的煤礦,猛烈的燃燒和爆炸向大氣釋放出許多“殺手”——硫酸、重金屬、甲烷和二氧化碳等。大氣中的二氧化碳達到了8000ppm,使溫度升高了5℃~9℃,持續的酸雨和重金屬污染消滅了81%的海洋物種和70%的陸地物種。
除了人類外,其他生物的活動對地球氣候也有一些影響。地球氣溫的主要控制開關當屬大氣中的二氧化碳含量,除了各種地質活動外,地球生物的活動也影響著二氧化碳的含量,這些過程的平衡共同起到了恒溫器的作用。
大約30億年前,首個能進行光合作用的生物——藍藻出現了,隨著它們的擴散,氧氣在大氣中的含量開始上升,而甲烷和二氧化碳的含量則直線下降。這種變化使地球陷入了長達2億年的“雪球”氣候。好不容易,地球勉強維持了新的碳氧平衡,海洋生物又引起了另一場更低溫的“雪球”氣候。
7.17億年前,海洋生物數量激增,需要進食大量的食物,而這些食物中的碳同樣是來自大氣的碳(由植物的光合作用固定在有機物中)。海洋生物死亡后,遺骸掩埋在深海中,這樣,大氣中的碳最終被轉移到了海底,等待著海洋微生物用數億年的時間將碳從遺骸中分解出來。約4.75億年前出現的陸地植物對碳的固定作用也與此類似,它們將大氣的碳埋在陸地巖層里,并最終形成了煤炭,持續了幾千萬年的古生代大冰期由此開始。
看來,即使人類不存在,地球氣候也不是一成不變的,它擁有著眾多的冷熱調節機制,甚至偶爾也會發生億萬年一遇的生物大滅絕事件,使調節機制陷入長時間的“死機”狀態。但人類的出現仍對地球的氣候有很大的沖擊,也許未來,調節機制的“死機”概率會大大增加。