原文作者：UniversityofCalifornia-SantaCruz
内容来源：sciencedaily
翻译整理：小何何
编辑排版：临近空间的奥秘编辑组
科学家汇编了一份连续的，高保真的气候记录，记录了过去万年以来地球气候的变化。该记录揭示了四个独特的气候状态，研究人员将其称为“温室”，“暖室”，“冷却室”和“冰室”。这些主要的气候状态持续了数百万年，有时甚至数千万年，并且在每个气候状态中，气候都呈现出与地球绕太阳轨道变化相对应的节奏变化。
Fig.ViewofPlanetEarth(stockimage).
这些主要的气候状态持续了数百万年，有时甚至数千万年，并且在每个气候状态中，气候都呈现出与地球绕太阳轨道变化相对应的节奏变化。但是，每个气候状态对轨道变化都有独特的反应，与不同气候状态之间的急剧变化相比，这种变化导致全球温度变化相对较小。
这项新发现于9月10日发表在《科学》杂志上，是数十年研究和大规模国际合作的结果。面临的挑战是，在足够精细的时间尺度上确定过去的气候变化，以了解可归因于轨道变化的变化（即围绕太阳的地球轨道的偏心度以及其旋转轴的进动和倾斜）。
共同作者Zachos解释说：“很久以来，我们就知道冰川间的周期是由地球轨道的变化所决定的，而地球轨道的变化会改变到达地球表面的太阳能的数量，而天文学家们早已在计算这些轨道的变化。”
Zachos说：“在重建过去的气候时，我们可以很好地看到长期的粗略变化。我们也知道，由于轨道变化，应该有更小尺度的节奏变化，但长期以来，人们一直认为无法恢复该信号。”Zachos说。“现在，我们已经成功地捕获了自然气候的变化，我们可以看到预计的人为变暖将比这大得多。”
在过去的三百万年中，地球的气候一直处于冰室和冰川期交替的特征。现代人类在这段时间里进化了，但是温室气体排放和其他人类活动现在正在将地球推向自始新世时期（大约万年前）以来从未出现过的暖室和温室气候状态。在始新世早期，没有极地冰盖，全球平均温度比今天高9至14摄氏度。
Zachos说：“IPCC在“一切照旧”的情况下对年的预测将有可能使全球温度升至地球在万年来从未达到的水平。”
编制新的气候记录的关键是通过国际海洋钻探计划从深海盆地获得高质量的沉积物核心。过去气候的特征记录保存在海底沉积物中的微小浮游生物（称为有孔虫）的壳中。在分析了沉积物的核心之后，研究人员不得不通过将沉积物层中记录的气候变化与地球轨道的变化（称为米兰科维奇循环）相匹配来发展“天文年表”。
Zachos说：“我们已经找到了如何在年代中期将该策略扩展到更旧的时间间隔的方法。”Zachos领导了年《科学》杂志上发表的一项研究，该研究显示了万年的气候对轨道变化的响应大约在2万年前，从渐新世时代到中新世的过渡。
他说：“这改变了一切，因为如果我们能做到，我们知道我们可以追溯到大约万年前，并将这些瞬态事件和地球气候的主要转变置于轨道规模变化的背景下。”
Zachos与德国MARUM的ThomasWesterhold合作多年，该中心拥有大量的沉积核。
Westerhold监督了关键的一步，将来自世界不同地区的沉积物核心的气候记录重叠部分拼接在一起。Zachos说：“收集这么长的大气候记录是一个繁琐的过程，我们还想用不同的沉积物核来复制记录以验证信号，因此这是国际社会共同努力的成果。”
现在，他们已经编制了一份连续的，有天文数字的过去万年的气候记录，研究人员可以看到，气候对轨道变化的响应取决于诸如温室气体水平和极地冰盖范围等因素。
Zachos解释说：“在没有冰的极端温室世界中，不会有涉及冰原的任何反馈，而这会改变气候的动态。”
在过去的万年中，大多数主要的气候变化都与温室气体水平的变化有关。Zachos对古新世-始新世热最大值（PETM）进行了广泛的研究，结果表明，这一迅速的全球变暖事件将气候带入温室状态，这与向大气中大量释放碳有关。同样，在始新世末期，随着大气中二氧化碳水平的下降，南极洲开始形成冰盖，气候转变为凉爽状态。
Zachos说：“当接近这些转变之一时，气候可能会变得不稳定，而且我们会看到对轨道变化的更多确定性反应，因此我们希望对此有所了解。”
他补充说，新的气候记录为许多研究领域提供了有价值的框架。它不仅对测试气候模型有用，而且对研究地球动力学不同方面的地球物理学家和研究环境变化如何驱动物种进化的古生物学家也很有用。
参考文献：
ThomasWesterhold,NorbertMarwan,AnnaJoyDrury,DiederikLiebrand,ClaudiaAgnini,EleniAnagnostou,JamesS.K.Barnet,StevenM.Bohaty,DavidDeVleeschouwer,FabioFlorindo,ThomasFrederichs,DavidA.Hodell,AnnE.Holbourn,DickKroon,VittoriaLauretano,KateLittler,LucasJ.Lourens,MitchellLyle,HeikoP?like,UrsulaR?hl,JunTian,RoyH.Wilkens,PaulA.Wilson,JamesC.Zachos.AnastronomicallydatedrecordofEarth’sclimateanditspredictabilityoverthelast66millionyears.Science,.
DOI:10./science.aba
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