冰心中還蘊藏著別的證據,有助於科學家了解各時期的其他環境細節。例如,冰晶中夾雜著源於亞洲的沙塵,便點出盛行風的起源;溫暖時期的冰層較少見到被風吹來的海鹽及遠方的火山灰,研究人員因而推論當時的風勢必然較緩。諸如此類,冰心裡的線索持續增加中。
格陵蘭的冰層記錄中,劇烈的氣候遽變事件出現不下20次。典型暖期開始後的數百年至數千年內,氣候先緩慢轉冷,接著在一世紀左右的短期內迅速冷卻。之後,另一段為期僅僅數年的暖化過程,再度開啟了相同的模式。氣候最冷的時期裡,冰山曾向南漂抵葡萄牙沿岸;最近一次短冷期稱為小冰期,始於公元1400年左右,並持續了500年。當時氣候條件並非最極端,卻可能是迫使維京人自格陵蘭絕跡的元兇。
即使全球氣候可能具有共通的成因,北方所呈現的驟暖與驟寒,卻與其他地區截然不同。格陵蘭的寒冷潮濕,與歐洲及北美洲特別乾冷且風勢強勁的狀態有關;這兩種狀態發生在南大西洋與南極洲正值異常溫暖的天候之際。研究人員根據其他資料來源,發現了額外的線索,拼湊出地區性氣候史。這些線索來自高山冰河的冰、樹木年輪的厚度,以及湖泊和海洋底部的古代淤泥中所保存的花粉和貝殼種類。
證據更顯示,降雨遽變所造成的衝擊,不亞於氣溫的波動。北方的寒冷期通常會為非洲的撒哈拉地區及印度帶來乾旱。約5000年前,一次突發性的旱災,將撒哈拉地區湖泊密佈的翠綠景觀,變成如今黃沙漫天的炙熱荒漠。1100年前左右,為期兩個世紀的乾期,顯然是將墨西哥與中美洲一帶的馬雅古文明推向滅絕深淵的兇手。近代,聖嬰現象與北太平洋的其他反常現象,曾三番兩次牽動天氣模式,達到足以引發意外乾旱的程度,其中的一次導致了1930年代美國的沙塵暴。
驅動氣候遽變的因子
過去所有嚴峻的氣候變遷,本質上都有著相同的起因,無論是暖期、短冷期亦或冗長的乾期。每次事件中,氣溫或其他物理狀態的逐漸轉變,會將關鍵的氣候驅動因子推向一道無形的門檻。一旦越過門檻,氣候驅動因子便連同氣候本身,翻轉至另一全新狀態,而且通常會持續好一陣子。
跨越氣候的門檻如同翻轉獨木舟。倘若你正乘坐獨木舟划過湖面,當你慢慢地傾向一側,獨木舟也會隨之傾斜。若你將獨木舟推向臨界點,一旦超過,小船便無法繼續保持平衡,只要再傾斜多一點,小船就會翻覆。
跨越門檻導致歷史上多數極端的氣候轉變,也指出未來值得關切的課題。例如,為了解釋格陵蘭的冰心所記錄的冰期,大多數科學家皆提出北大西洋洋流行為改變的說法,因為洋流對其所經區域的長期氣候模式,具有決定性的影響。
在南半球受日照加溫的大西洋鹽水往北流過赤道時,北美洲東部與歐洲便享有如今日般的溫和氣候。冬季期間,來自南方的鹽水流到遙遠北方後溫度降低,密度上升到足以在格陵蘭東西兩岸下沉,再順著海床流向南方。冷水下沉時,從南方向北流的暖流則取而代之。下沉的水體於是驅動所謂的「輸送帶環流」,使北方變暖而南方變冷。
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