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我们是中科院主管、科学出版社主办，与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。
如果你看过《冰河时代》的话，一定对当时冰封的大陆和猛犸象、剑齿虎等灭绝生物印象深刻。据我们最近的末次冰盛期结束于大约
1
万年前，那么，人类还会面临下一次冰河时代吗？
答案很有可能是不会
。作为一种空前的地质营力，人类对地球的改变已经足以抑制下一次冰期的启动。
在解释这个回答前，我们需要解释地球是如何进入冰期的。或许你会听说过米兰科维奇周期这个词吗。米兰科维奇周期是由地球轨道偏心率、黄赤交角及岁差三要素构成的地球自转与公转运动的周期性变化，能够影响地球接受太阳辐射的强度。
不过，天文学周期自地球诞生以来就已经存在，而冰期却并非亘古永存。如果只看自
5.4
亿年以来的显生宙，证据充分的全球性大陆冰川只出现在
3.5
亿～
2.7
亿年前的石炭
-
二叠纪，以及
260
万年以来的第四纪。也就是说，冰河时代是地球历史上的“异类”，仅用米兰科维奇周期并不能完全解释进入冰期的原因。洋流、板块分布、甚至生物演化都是不能忽略的因素，当然更重要的因素还有温室气体，特别是二氧化碳在大气中的所占比例。
南极的大陆冰川形成于
1400
万年前，与板块运动导致南美洲、澳洲与南极洲分离，从而形成狂暴的寒流——南极环流有关图
/scotese
根据一项
2016
年
1
月发表于
Nature
的研究，德国波茨坦气候影响研究所的
Andrey Ganopolski
等发现，在地球历史上最近的
8
次冰期中，受米兰科维奇周期控制的
北半球日照强度和大气二氧化碳浓度是关键指标
。同时他们的结果表明，即使人类从现在开始减缓对碳平衡的干扰，下一次冰期的启动也会在
10
万年之后。
Ganopolski
表示：“即使没有人为的气候变化，冰期也不会在
5
万年内到来，这使得全新世成为第四纪的一个异常漫长的间冰期。然而，根据我们的研究，燃烧化石能源所产生的额外二氧化碳，已经足以将冰期再推迟
5
万年，甚至可能干脆跳出冰期循环。这令人难以置信，
人类已经足以干扰造就如今世界的基本规则。
”
研究使用了一个复杂的地球系统模型，同时模拟了大气、海洋、冰川和全球碳循环。通常情况下，冰期由北半球夏季异常低强度的太阳辐射启动，这是由于当前大陆板块主要集中在北半球的缘故。而大气中的二氧化碳能够减缓这一趋势。如果太阳辐射较低的同时二氧化碳浓度也低于某一阈值，则地球就会进入冰期。研究者表示：“冰河时代塑造了地球如今的面貌，但现在是人类燃烧的化石能源决定地球的未来。我们已经进入了一个新时代‘人类世’，在这一阶段人类本身成为了地质营力。”
冰期启动与二氧化碳浓度和日照的关系
图
/ Andrey Ganopolski et al.
图中深蓝线为从冰芯获得的过去
80
万年的二氧化碳浓度；右侧彩线为不同规模碳排放下的未来二氧化碳浓度；细灰线和延伸至右方的黑线为北纬
65
°最大夏季日照函数推导出的启动冰期允许的二氧化碳浓度阈值；下方粗灰线为等效成海平面高度的冰川体积；天蓝色条标示过去
8
次冰期启动时二氧化碳浓度低于启动冰期的二氧化碳浓度阈值；右侧的蓝灰条标示可能的下一次冰川到来的时刻（没有人类活动的情况）。
自
80
万年以来，地球总体展现着冰期逐渐发展——迅速进入间冰期——由于二氧化碳浓度低于阈值再次进入冰期的循环，循环的周期大约是
10
万年的米兰科维奇周期。今天的地球处于
1
万年以来的温暖的间冰期，而上一次冰期开始于
11
万年前。也就是说，理论上我们应该会步入冰期循环。但是，由于工业革命以来人类排放的二氧化碳（目前浓度已达
400ppm
，上图上方虚线），下一次冰期的时间，甚至是否还会到来已经不再确定。根据作者的估算，即使人类累计碳排放量保持在
500
吉吨碳，也就是和目前相当的程度，下一次冰期的来临时间也要推迟
5
万年之久。如果累计碳排放量达到
1000
吉吨碳，这很可能在
21
世纪内达到，甚至
1500
吉吨碳的话，那未来
10
万年将很可能不再有冰期了，第四纪也将会成为历史。
推荐阅读：
A. Ganopolski, R. Winkelmann & H. J. Schellnhuber.2016. Critical insolation–CO2 relation for diagnosing past and future glacialinception. Nature volume 529, pages 200–203.
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