科學家們已經能夠破譯地球在圍繞太陽運行時的傾斜和搖擺在推動全球冰期周期中所發揮的確切作用。他們對自更新世早期以來傾斜度和歲差對北半球冰層融化的影響有了新的認識。
在2022年5月26日發表在《科學》雜誌上的一項新研究中，來自卡迪夫大學的一個研究小組已經能夠準確地指出地球在圍繞太陽運行時的傾斜和搖擺在過去200萬年左右是如何影響北半球的冰原融化的。
科學家們早就意識到，北半球大規模冰原的消長是由地球圍繞太陽的軌道的幾何形狀變化造成的。
地球的幾何形狀有兩個方面可以影響到冰原的融化：傾斜度和歲差。傾斜度是地球圍繞太陽運行時的傾斜角度，是地球有不同季節的原因。
歲差是指地球在旋轉時的擺動，很像一個稍微偏離中心的陀螺。這種擺動的角度意味着有時北半球離太陽最近，而其他時候南半球離太陽最近，這意味着大約每隔一萬年，一個半球的夏天會比另一個半球更暖和，然後才會轉換。
科學家們已經確定，在過去的一百萬年左右的時間裡，通過氣候系統內複雜的相互作用，傾斜度和歲差對北半球冰原消長的綜合影響導致冰期周期持續約10萬年。
然而，在100萬年前，在一個被稱為更新世早期的時期，冰期周期的持續時間只由傾斜度控制，這些冰期周期幾乎正好是41000年。
幾十年來，科學家們一直在困惑，為什麼在這一時期，在驅動冰期周期方面，歲差沒有發揮更重要的作用。
在他們的新研究中，卡迪夫大學的團隊揭示了新的證據，表明在更新世早期，歲差確實發揮了作用。
他們的研究結果表明，由歲差驅動的更強烈的夏季一直導致北半球冰原融化，但是在100萬年前，這些事件的破壞性較小，並沒有導致冰原的完全崩潰。
該研究的主要作者、卡迪夫大學地球和環境科學學院的Stephen Barker教授說：“北半球更新世早期的冰原比最近的冰原要小，而且僅限於高緯度地區，在那裡傾斜度的影響比歲差的影響要大。這可能解釋了為什麼我們花了這麼長的時間才找到早更新世期間歲差強迫的證據。”
“這些發現是一項重大努力的結果，涉及到12年多的艱苦工作，在實驗室里處理了近10000個樣本，並開發了一系列新的分析方法。得益於此，我們終於可以解決古氣候學中一個長期存在的問題，並最終促進對地球氣候系統的更好理解。”
“如果我們希望預測下個世紀及以後的變化，提高我們對地球氣候動態的理解，甚至是在遙遠的過去，是至關重要的。正在進行的變化可能是人為的，但只有一個氣候系統，我們需要了解它。”