來自馬薩諸塞大學阿默斯特分校的一項新研究為歷史氣候學、環境史和地球科學中的一個持久問題–“是什麼導致了小冰河時期”–提供了一個新答案：變暖。小冰河時期是過去一萬年中最冷的時期之一，這段冷卻期在北大西洋地區尤為明顯。
這場寒流其確切的時間線在學者們當中仍爭論不休，但似乎是在600年前左右開始的，它對整個歐洲的作物歉收、飢荒和大流行病都負有責任進而導致了數百萬人的痛苦和死亡。到目前為止，導致這種惡劣氣候狀態的機制仍然沒有定論。然而最近發表在《Science Advances》上的一篇新論文給出了帶來小冰期的事件的最新情況。令人驚訝的是，冷卻似乎是由一個不尋常的溫暖事件引發的。
當論文第一作者Francois Lapointe和Raymond Bradley開始仔細檢查他們對北大西洋海面溫度的3000年重建，其結果於2020年發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上，他們注意到一些令人驚訝的事情：從13世紀末的非常溫暖的條件突然轉變為14世紀初的前所未有的寒冷條件也就僅僅20年之後。
Lapointe和Bradley通過利用許多詳細的海洋記錄發現，在13世紀末，有一個異常強大的暖水北移，在1380年左右達到頂峰。因此，格陵蘭島和北歐海域以南的水域變得比平時溫暖得多。“以前沒有人認識到這一點，”Lapointe指出。
通常情況下，總是有暖水從熱帶地區轉移到北極地區。這是一個著名的過程，叫做大西洋經向翻轉環流(AMOC)，它就像一個行星傳送帶。通常情況下，來自熱帶地區的暖水沿着北歐海岸向北流動，當它到達高緯度地區並遇到較冷的北極水域時，它失去熱量並變得更加密集，這導致了水在海洋底部下沉。然後這種深水形成的水沿着北美海岸向南流動並繼續在世界各地循環。
但在13世紀末，AMOC明顯加強，這意味着比平時多得多的暖水向北移動，這反過來又導致了北極冰的快速流失。在13世紀末和14世紀的幾十年間，大量的冰被衝到北大西洋，這不僅使北大西洋水域冷卻而且還稀釋了它們的鹽度，最終導致AMOC崩潰。正是這種崩潰引發了大幅降溫。
時間快進到我們自己的時代：在1960年代和1980年代之間也看到了AMOC的迅速加強，這跟格陵蘭島上空大氣中持續的高氣壓有關。Lapointe和Bradley認為在小冰河時期之前也發生了同樣的大氣情況–但什麼會引發1380年代的那個持續高壓事件呢？
Lapointe發現，答案是在樹木中找到的。一旦研究人員將他們的發現跟保存在樹木年輪中的放射性碳同位素所揭示的新太陽活動記錄相比較，他們發現在13世紀末有異常高的太陽活動記錄。這種太陽活動往往會導致格陵蘭島上空的大氣壓力升高。
與此同時，地球上發生的火山噴發較少，這意味着空氣中的火山灰較少。一個“更乾淨”的大氣層意味着地球對太陽輸出的變化有更多的反應。Lapointe指出：“因此，高太陽活動對北大西洋大氣環流的影響特彆強烈。”
Lapointe和Bradley一直在想，在我們這個全球氣候變化的時代，這種突然的冷卻事件是否會再次發生。他們指出，由於全球變暖，現在的北極海冰要少得多，所以像14世紀初那種涉及海冰運輸的事件不太可能發生。“然而，我們確實必須密切關注波弗特海（阿拉斯加北部）淡水的積累，在過去20年裡，淡水的積累增加了40%。它向次極地北大西洋的輸出可能對海洋環流產生強烈影響。另外，在過去十年中，格陵蘭島上空持續的高壓期更加頻繁並跟破紀錄的冰雪融化有關。氣候模型不能可靠地捕捉到這些事件，因此我們可能低估了未來冰原的損失，更多的淡水進入北大西洋並可能會導致AMOC的減弱或崩潰，”Lapointe說道。他們最終得出的結論是–迫切需要解決這些不確定性。