科学家通过研究洞穴构造和海洋数据，揭示了地球40万年前最热时期的秘密。

他们的发现解释了微弱的太阳辐射和适量的温室气体是如何导致显著的冰川融化和海平面上升的，这为当前全球变暖的情景提供了重要的启示。

地球的气候变化

在过去的数百万年里，地球经历了冰河时期和温暖期的循环。如今，我们发现自己正处于一个受人类活动影响深重的温暖期。随着大气中温室气体水平的上升，全球变暖加剧，导致冰盖迅速融化、海平面上升，并对全球生态系统和人类社会构成了严重威胁。通过研究过去的极端温暖期，了解这些温暖期背后的机制，是现代科学家面临的一项关键任务。

解开MIS 11c悖论

据信，过去一百万年来最热的温暖期大约发生在40万年前。在这段时间里，北半球的冰比今天少，海平面比现在高出约10米。令人惊讶的是，作为温暖期主要驱动力的太阳辐射在这段时间里较弱，温室气体水平也低于今天。这一令人困惑的时期被称为“MIS 11c悖论”，长期以来一直让科学家们感到困惑。

来自台湾大学地球科学系的博士后研究员胡荀明博士，以及由台湾大学杰出教授沈传洲领导的国际研究团队，已解开这一谜团的关键。他们利用地中海洞穴的洞穴沉积物数据和北大西洋海洋记录，通过开创性的研究揭示了40万年前异常温暖的原因。他们的研究成果于2024年7月15日发表在知名期刊《自然通讯》上。[2]

石笋研究的主要见解

胡博士解释说，解决“MIS 11c悖论”的关键在于理解地球冰盖、海洋和大气层对太阳辐射的反应顺序。由于大多数海洋和陆地记录中缺乏精确的日期，这个问题多年来一直困扰着科学家们。2014年，南洋理工大学研究团队及其欧洲合作伙伴从意大利北部的Bàsura洞穴中采集了两米长的石笋岩芯样本（图1-3）。

他们使用来自国立台湾大学HISPEC实验室的高精度铀钍测年技术（图4、5），为地质记录提供了准确的年代控制，并重建了48万至36万年前南欧的环境史。通过对比太阳辐射、全球海平面变化和多种气候记录，研究团队最终解开了“MIS 11c悖论”。

历史数据对气候的影响

沈博士强调，过去几年，研究团队发现巴斯乌拉洞穴的碳酸盐记录与大西洋和地中海地区的气候变化密切相关（Hu等人，2022a，《自然通讯》，13，4898；Hu等人，2022b，《自然通讯》，13，7866）。因此，可以使用洞穴中精确测年的石笋来精确控制北大西洋古气候记录的年代学。

海洋变暖对冰架的影响

他们的研究表明，MIS 11c的极端温暖期是由于多种因素的结合造成的。大约426000年前，北半球夏季太阳辐射的增加首先导致了中低纬度大西洋地区的极端变暖。巧合的是，随着海洋变暖，地球的倾斜度逐渐增加，使得夏季变得炎热，从而使这种温水持续数千年。海洋洋流将热量长时间输送到高纬度地区，导致冰架长时间异常融化，导致地球过去一百万年历史上最热的时期。

对当前气候理解的启示

MIS 11c是理解全球变暖的一个重要例子。和今天一样，这个时期并没有特别强烈的太阳辐射，但它表明，仅凭长期海洋变暖就能导致显著的冰架崩塌和海平面上升，而不需要大气温度或温室气体浓度极高。这项研究强调了海洋在推动全球变暖和冰架崩塌中的关键作用，并对我们星球的未来至关重要。

这项研究得到了科技部项目和未来地球科学研究中心的资助。该国际项目由南洋理工大学地球科学系牵头，涉及欧洲、美国和亚洲20个研究所的研究人员。除了胡博士和沈教授外，南洋理工大学的参与者还包括校友蔡贤辰、简伟毅、宋文慧和徐嘉豪。

参考文献：