 听完 / 看完后，请为本期打两个分值： 本文知识含量值 ☆☆☆☆☆ 本文趣味值 ☆☆☆☆☆ 总共十颗星，你给几颗？  上期我们说到，大约在 12000 年之前是最后一次大冰川期的尾声，但地球突然调头开始了长达 1000 年的酷寒，历史上称为新仙女木期。最令人不安的是，到底是什么样的自然现象导致了那时地球气温的剧烈变化呢？答案可能会令你失望了，我们对此全然不知。 了解过去和预测未来一样困难。有许多事情超乎我们的想象。比如说，在南极洲漂移到现在南极的位置之后，至少有2000万年的时间，那里没有冰盖，充满了植被。今天听上去就像天方夜谭一样。普利策获奖作者、记者考伯特（Elizabeth Kolbert）在《纽约客》上是这么写的，听上去很夸张：“冰核显示出地球的气温曾经反复、剧烈地变化过，没有已知的外部力量能做到，就连各种假说中的外部力量也做不到。似乎有某种巨大又可怕的反馈循环”。但说实话，媒体人都有爱夸张的特点，其实我自己也不例外，所以，建议大家有时候听到我很夸张的说法时，也要提高警惕，我有时候也难免会一惊一乍的。据认为，这么剧烈的气候变化很可能与海洋以及洋流的正常循环被打乱有关。不过，我们离真正弄明白还有很长的路要走。 有一种理论认为，在新仙女木初期大量的冰融水流入海洋中，降低了北半球海水的盐度（也就是降低了密度），从而使墨西哥暖流转而向南，就好像一个司机试图避开撞车。由于缺少了墨西哥湾暖流带来的热量，北半球的高纬度地区重新回复到了严寒状态。但这个理论无法解释，为什么在1000年之后，当地球再次变暖时，墨西哥湾没有像先前那样突然转向。相反，我们进入了一个异常平稳的时期，称为全新世，也就是我们现在所生活的时期。 可能你会很自然地以为，现在不是总说全球气候变暖吗？这不正好可以延缓冰川期的到来嘛。然而，有科学家却指出，气温的上升反而会促进冰川期的到来。这一观点乍听上去似乎有点奇怪，但其实是有道理的。气温的微小升高，会加大水分的蒸发率，从而增加云量，高纬度地区的积雪会因此持续不断地增加。事实上，全球变暖会使得北美和北欧的局部地区更冷，虽然这听上去有点儿矛盾。 讲到全球气候变暖，我想再补充几句。 第一：全球气候变暖绝对不是阴谋论。这些年，只要有地区遇到创纪录的严寒，就会有反对者站出来质疑科学家们提出的气候变暖问题。这样的信息会掩盖科学家们正在做的严肃的气候研究，所以首先要解答的问题就是，全球的气候变暖有靠谱的数据支撑吗？答案就是：绝对有！  科学家们所说的全球变暖指的是地球总体平均气温正在逐渐上升的大趋势。全世界的政府、机构、大学和研究中心得出的结论，基本都是趋同的，那就是地球正在变暖。这是以硬数据为基础的，而这些数据是几十甚至几百年来在陆地和水下实测获得的。 2014 年以来，有两份重量级的报告公布，明确地表示气温正在上升，这两份报告分别是政府间气候变化专门委员会的第五次评估报告（下面如果提到，简称 AR5），以及2017版气候科学专题报告。AR5 的大气温度测量显示，从上世纪中叶到 2016 年，全球平均气温上升了约 1 摄氏度。美国国家海洋和大气管理局的研究人员表示，二十一世纪头 15 年上升的温度至少是二十世纪后半叶 50 年的总和。2016 年是全球有记录以来最暖和的一年，而历史上最热的 17 个年份有 16 个发生在 21 世纪。 第二，气候变暖会出事，会出大事。AR5 指出，现在每十年，北极海冰的表面就会下降 17-20 万平方英里，这个变化至少在过去的 1500 年里前所未见。2017 年又是观察到的冬季海冰高度最低的一年。《2017 北极报告》说，冰川的融化速度是五百年里最快的，2017 年的研究更进一步表明，北极的环境系统已经形成了一个“新常态”，特点就是海冰覆盖范围进一步缩小，厚度进一步变薄，格陵兰冰盖和北极冰川都遇到了这个情况，另外还伴随着海平面的变暖和冻土温度的上升。 所以，海冰是影响气候变化的重要因素之一。2015 年 9 月发表在《古海洋学和古气候学》期刊上的一份报告[1]研究了过去 120 万年北太平洋的环流模式，它言之凿凿地指出，沿海地区的海冰是影响海洋环流的重要因素，自然也就影响了地区以及世界的气候。而北极海冰除了影响海洋环流模式，它每年也都在以更快的速度融化，持续的融化时间也更长，照这个趋势下去，它可能无法恢复成历史上的厚度，而这个厚度对北美地区极其重要，可以帮助北美洲维持一个较短的更暖和的冬天。  还有值得一提的是，最近几个冬天， “急流”显得反覆无常。急流是大气中出现的快速流动的气流，你可能在天空中看见过它，想象下一架喷气式飞机飞驰而过留下的气流就行，效果是一样的。急流沿着热空气和冷空气之间的边界形成，在冬季变得尤为明显，因为冬季里北极和中纬度地区的气团会形成更强烈的对比。在 2011-2012 年的冬季，急流的位置发生了变化。平时冻成狗的新英格兰、五大湖和大平原地区，原先都位于急流的北部，冬季都是冷得刺骨啊。但那年冬天，急流变方向了，这片地区大半个冬天里都在急流的南部，自然就升温了嘛。这也帮助那一年的冬天，成为了美国历史上排名第四的最暖和的冬季。那一年冬季没啥降雪，积雪也就少，结果来年就惨了，春季夏季秋季都发生了严重的干旱，影响了全美三分之二的地区。 急流很难猜，但对气候的影响很大。2013-2014 年的冬天，一股相反的急流带着寒意离开了美国的部分地区，而那一年，战斗民族俄罗斯的天气也比往年暖和。结果下一年，2014-2015 年的冬天，波士顿的积雪记录是有史以来最多的，低温记录也是爆表。现在，预测每一年的天气走势，真的是门很难的课题。 现在全球气候变暖已经开始实实在在地影响到我们了。以美国为例。全球变暖正在导致美国发生更严重的暴雨和暴雪。2016 年的极端暴雪天气就曾经使大西洋中部和美国东北部的大部分地区陷入瘫痪。研究还发现，气候变暖使飓风哈维席卷休斯敦时那种极端的降水量，更有可能出现。全球变暖意味着空气温度增加，而炎热的空气可以吸收更多的水分，更多的水分又可以转换成更大的降雨和降雪。为了把水分释放掉，发生严重暴雨暴雪的可能性就会增加。  这些研究也都获得了数据支撑。全美第三次气候评估显示，在过去的半个世纪里，在最严重的百分之一的暴雨和暴雪中，全美各地的降水量都增加了。而从 1958-2012 年，一些地区这一数字的增长幅度高达 71%。《2017 气候科学特别报告》[2] 补充说，自 1901 年以来，美国大部分地区发生大雨和大雪的频率都在增加，总降水量也在增加。地区之间差异明显，增加幅度最大的地区是美国东北部。 另外，气候变暖，冬天结束得也更快了，春天的脚步也比以往来得更早。一项最近的研究估计，由于全球气温上升，到下个世纪，春季植物的生长会比现在早三个星期开始。在加州的内华达山脉，春天已经提前三周就到来了，当然，不是每年都如此，一切充满着未知的变数，这也让很多计划很难提前做规划。 气候变暖也影响到了海洋环境。举个例子，海水温度的上升几乎造成了脆弱的珊瑚礁系统的灭顶之灾，珊瑚白化频发、受影响面积巨大。珊瑚对我们人类来说至关重要。首先，虽然珊瑚礁只覆盖着海底约 0.1% 的面积，却有近四分之一的海洋生物种类生活在其中。其次，海洋生物资源丰富的珊瑚礁是得天独厚的捕鱼胜地，与之相关的渔业养活了全球数百万人。还有，珊瑚礁是一道天然的防波堤，能够吸收高达 97% 的海洋能量，将海浪高度削减 84%，保护居住在海边的人群，可以说，它是抵御风暴破坏最好的屏障。 气候变暖对珊瑚礁造成了快速、大规模的破坏。适合珊瑚生长的水温一般在 18-30 摄氏度之间，最佳水温为 26-28 摄氏度。很多室内研究表明，32 摄氏度是珊瑚的亚致死温度，34 则是致死温度。在 34 摄氏度的条件下，一般持续 24 小时后，珊瑚就会出现白化。随着大气中二氧化碳浓度的不断升高，过去 100 年内很多热带水域的水温升高了 1 摄氏度，预计到 2100 年水温还会再升高 1-2 度。前景堪忧。 这期节目，我还给大家了一个保护珊瑚礁的宣传视频。 第三，虽然影响气候的因素非常多，比如二氧化碳浓度的波动、板块运动、太阳活动、米洛柯维奇的天文周期表等等。但是，最近这 100 年的全球气候变暖就是由于人类活动造成的，这一点，联合国政府间气候变化专门委员会 IPCC 的报告有明确的结论，对于全球变暖是否是由人类活动引起的这个问题，2007年认为是“非常可能”，到了 2013 年改为了“极有可能”，标记为至少 95% 的可能性。这种置信度对于生态学来说，已经可以说是板上钉钉了。 关于全球变暖我最后想说的是，有些人自己并不是专门从事这方面研究的生态学家，却仅仅凭一些阴谋论的信息就否认全球气候变暖是人为因素造成的，在我看来就是反智反科学的行为。而且，哪怕万一未来有一天科学界承认全球气候变暖的主要因素不是人类活动，我也不会改变今天的看法。因为我们相信的是证据，而他们仅仅是蒙对了答案。 在研究古代气候的过程中，还有一个问题同样令科学家们感到费解，他们发现有些已经灭绝的恐龙生活在一些它们不应该出现的地区。英国地质学家德鲁里（Stephen Drury）指出，在北极10度范围内的森林中，曾经是一些巨型动物的家园，包括霸王龙。他写道，“这实在令人费解，在那么高的纬度地区，一年之中有3个月可是极夜。”霸王龙的栖息地里竟然包括一些靠近北极的地区，德鲁里对这个结论打了个问号。而且，有证据表明，那里的冬天也很冷。氧的同位素研究表明，阿拉斯加的费尔班克斯地区，在白垩纪晚期的气候与现在是一样的。那么，霸王龙在那里怎么生活呢？它要么季节性地长距离迁徙，要么一年中有很长一段时间是在风雪交加的黑暗中度过。在澳洲，那时的位置比现在离南极更近。动物们想要迁徙到温暖的地方也是不可能的。在这样的极端环境中，恐龙是怎样生存的，我们也只能完全靠猜。 有一点你要记住，如果下一次冰川期开始形成，无论成因是什么，都有更多的水可供利用。美国的五大湖、哈德逊湾以及加拿大数不清的湖泊，这些都不是上一次冰川期的原料，而是上一次冰川期形成的。 另一方面，地球的下一段历史将会有更多的冰融化而非形成。如果地球上的冰盖全部融化，海平面将上升 60 米 ，这差不多有 20 层楼那么高，届时所有的沿海城市全部会被吞没。更有可能的是，在并不长的时期内，南极洲西部的冰盖会崩塌。在过去的50年中，那块地区周围的海水温度升高了 2.5℃ ，冰盖崩塌的速度大大增加。而该地区的地质结构使得更大规模的崩塌极有可能发生。如果一旦发生，全球的海平面会迅速地升高，最终能升高 4.5 至 6 米。 即将到来的 100 年中，地球到底会是一个严寒世纪还是一个天然大桑拿房呢？令人惊讶的事实是，我们不知道。但有一点是可以肯定的，我们走在钢丝上。  不过，从长远来看，冰川期对于行星地球来讲，不是坏事。在冰川所经之处，岩石被碾碎，留下大片的肥沃新土地；冰川还开凿出新的淡水湖泊，为数以百计的物种提供丰富的养分；冰川驱赶着动物迁徙，保持这颗行星的活力。正如澳大利亚环境学家弗兰纳里（Tim Flannery）所说，“想要知道是什么决定着一片大陆上人类的命运，你只需问一个问题：'这片大陆有过一个像样的冰川期吗？’” 但是，相比于冰川，有关人类起源的故事，则更加充满了扑溯迷离的情节。在人类起源的谜题被一点一点破解的过程中，出乎意料的事情那是一件接着一件。 1887年圣诞节前不久，有一位叫杜布瓦的年轻荷兰医生来到了苏门答腊岛，目的是寻找地球上最早的人类化石。  图：杜布瓦 这件事情有一些不寻常之处。因为此前从未有人刻意地去寻找古人类化石，之前的发现都是纯属偶然。不过，杜布瓦的背景不禁使我怀疑，他去找化石也是一拍脑袋决定下来的，不会有啥满意的收获。他学习过解剖学，但完全没有古生物学的专业背景。而且苏门答腊岛这个地方，没有任何特别证据显示那里存有古人类遗迹。从逻辑上来说，如果要寻找古人类遗迹，应当到一个地域广阔、且很早就有人类活动的大陆上，而不是一个相对狭小的群岛上。驱使杜布瓦跑到苏门答腊去的完全就是一种直觉。除了感觉那里有工作机会外，他还知道那里到处都是洞穴。以前的一些人科动物化石都是在洞穴中发现的。不过，这件事情最最不寻常的地方是，杜布瓦居然找到了他要找的东西，这真的是一个奇迹。 在开始讲这个故事之前，我们有必要先来说一下到底什么才算是古人类的化石。说实话，这个事情比你想象的还要复杂。关键问题在于，“你不是人”这句话在日常口语中是句骂人的话，但是到了古生物学领域，就是一个严肃的科学话题了。按照现代生物学的定义，所有现代人都被归入“人科”。人科的成员通常被称为人科动物。这些成员有些已经灭绝，例如著名的尼安德特人，但他们都与我们紧密相连，与我们之间的联系比它们与现存的黑猩猩间的联系要密切得多，例如，在我们的基因中，就有大约 1% 来自尼安德特人。但是，类人猿到底算是人科还是猩猩科呢？尤其是来自古老地层中的类人猿化石，就更难说清楚了。甚至有一些科学家认为，黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩也应该被划入人科，而人类和黑猩猩属于人亚科。如果这样划分，那么远古人类的化石就会一下子多出好多好多。不过，古生物学家里奇和其他一些人又提出，包括现代人和类人猿在内的超级家族应该被统称为“人猿超科”。说了这么多的弯弯绕，我只是想告诉你，生物的演化实际上缓慢渐进的，所有这些分类的界线都是人为定义的，不论你把这根线划在什么地方，两边总是会有模糊地带的。寻找古人类的化石并不算是一个有明确目标的行为，因为到底什么算是古人类的化石，其实没有人真正说的清楚。 杜布瓦就是在这样的背景下开始了他的寻找。科学有故事，咱们下期接着聊。 ------ [1] https://agupubs.onlinelibrary./doi/abs/10.1002/2015PA002840 [2] https://science2017./ 说明： 《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。 1、修正了原书中不准确的知识点。 2、更新了最近这 10 年来的科学进展。 3、补充新增大量相关知识点。 4、直接翻译自英文原著，没有使用原译。 请为本期内容打分： 【更多免费内容，就在科学声音小程序】  |
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