地球|“一年一小灾,十年一大灾”,气候变化与灾难有什么关系?( 二 )
轨道摆动 幅度:过去10万年周期内约6℃;因地质时间而异
时间范围:23000年、41000年、100000年、405000年和2400000年定期重叠周期
当太阳 , 月亮和其他行星改变它们的相对位置时 , 地球的轨道就会摆动 。 这些周期性的波动称为米兰科维奇循环 , 它会导致中纬度地区的日照量变化高达25% , 并导致气候振荡 。
在大约11700年前的更新世时期 , 米兰科维奇循环使地球进入冰河时代 。 当地球的轨道使北部夏季变暖时 , 北美洲 , 欧洲和亚洲的大量冰盖融化 。 当轨道降温到夏季北部时 , 这些冰盖又重新长了 。 由于较温暖的海洋溶解的二氧化碳较少 , 因此大气中的二氧化碳水平随着这些轨道的摆动而上升和下降 , 从而扩大了其影响 。
今天 , 地球正在接近北方最低的太阳光 , 因此 , 如果没有人类二氧化碳的排放 , 我们将在接下来的1500年左右进入另一个冰河时代 。
地球在其轨道形状中经历周期性的变化 , 称为“离心率”
旋转轴方向的变化 , 称为进动
以及其旋转轴相对于轨道平面倾斜的角度变化
太阳亮度 幅度:恒温
时间范围:固定
尽管太阳的亮度会在较短的时间范围内波动 , 但总的来说 , 它的亮度每一百万年增加0.009% , 自45亿年前太阳系诞生以来 , 它的亮度已经增加了48% 。
本文插图
太阳亮度
科学家们认为 , 太阳的昏暗意味着地球在其存在的前半段保持冻结固体状态 。 但是 , 自相矛盾的是 , 地质学家发现了34亿年前的岩石 , 这些岩石是在波浪搅动的水中形成的 。 地球变暖可能是由陆地侵蚀减少、天空晴朗、白天较短和地球富氧大气之前的特殊大气成分相结合造成的 。
尽管太阳越来越亮 , 但地球未来的自然条件却得到了统一看法:地球的恒温器可以抵消多余阳光的影响 , 从而稳定地球的温度 。
二氧化碳排放和风化恒温器 幅度:抵消其他变化
时间范围:100000年或更长
长期以来 , 地球气候的主要控制旋钮一直是大气中的二氧化碳含量 , 因为二氧化碳是一种持久的温室气体 , 会阻止试图从地球上散发出来的热量 。
火山、变质岩和被侵蚀的沉积物中碳的氧化都会向天空散发二氧化碳 , 而与硅酸盐矿物的化学反应会去除二氧化碳并将其掩埋为石灰石 。 这些过程之间的平衡起到了恒温器的作用 。
当气候变暖时 , 化学反应可以更有效地去除二氧化碳 , 从而制止变暖 。 当气候变凉时 , 反应效率降低 , 从而减缓冷却速度 。 另外 , 随着太阳逐渐变亮 , 平均二氧化碳的含量会逐渐下降 , 因此理论上说 , 从长远来看 , 地球的气候一直保持相对稳定 , 为人类提供了宜居的环境 。
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变质岩和被侵蚀的沉积物中碳的氧化都会向天空散发二氧化碳
然而 , 风化恒温器需要数十万年才能对大气中二氧化碳的变化做出反应 。 海洋也可以更快地吸收和清除多余的碳 , 但同样要花费数千年时间 , 并且可能不堪重负 , 导致海洋酸化 。
每年燃烧化石燃料所排放的二氧化碳比火山喷发的二氧化碳多100多倍 , 这对于海洋和风化作用而言太快了 , 以至于无法中和它 , 这就是为什么我们的气候在变暖 , 而我们的海洋在酸化 。
板块构造 幅度:过去5亿年大约30℃
时间范围:数百万年
因为地壳运动 , 重新排列土地可能会将风化恒温器缓慢移至新的位置 。
过去5000万年来 , 地球温度一直在降低 , 由于板块构造碰撞在温暖湿润的热带地区 , 推动了玄武岩和火山灰等化学反应性岩石 , 从而增加了从天空中吸取二氧化碳的反应速度 。
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