分泌物 中 的 有機 物質 來 推算出 海水 溫度 高低 。 它們 都 是 研究 氣候 歷史 不可或缺 的 重要 證據 ， 也 是 地球 偵探 非常 得力 的 助手 ！ 證據 三 ： 冰層 要 說 現今 最 熱門 的 氣候 記錄 工具 ， 那 非 冰層 莫 屬 。 其實 我們 在 2014年 2月號 〈 辦案 辦進 地球 裡 〉 ， 就 跟 大家 介紹 過 冰層 ， 除了 在 冰 裡面 有 氫 和 氧 的 同位素 可以 拿來 推算 當時 的 氣溫 之外 ， 冰層 的 氣泡 中 還 包裹 著 其他 記錄 工具 中 都 找 不 到 的 當時 大氣 成分 。 加上 我們 採集 冰層 紀錄 的 地點 是 格陵蘭 和 南極 ， 這裡 終年 的 溫度 都 在 零 度 以下 ， 所以 冰雪 的 紀錄會 一直 累積 而 不會 中斷 。 如果 要 和 深海 沉積物 做 個 比較 ， 冰層 紀錄 還 有 一 個 最 大 的 優點 ， 就 是 每 年 下雪 的 厚度 遠 大於 深海 沉積物 的 厚度 ， 所以 可以 得到 非常 精確 （ 像是 每 一 年 變化 ） 的 氣候 紀錄 。 只不過 冰層 的 紀錄 也 不 是 沒有 缺點 ， 如果 冰雪 愈 堆 愈 厚 ， 下方 冰層 受到 的 壓力 太 大 ， 就 會 慢慢 融化 ， 那些 紀錄 就 很 難 分析 判斷 ， 甚至 會 消失 不見 。 所以 目前 冰層 裡 所 記錄 的 氣候 資料 ， 大約 只 能 回推到 80萬 年 前 左右 。 除此之外 ， 冰層 紀錄 的 採集 地點 都 是 在 地球 非常 高緯度 的 地區 ， 反應 的 可能 只 是 高緯度 的 氣候 ， 而 不 像 海洋 和 湖泊 可以 分布 在 世界 各 地 。 總而言之 ， 要 進行 科學 辦案 ， 當然 不能 只 靠 一招半式 就 去 闖 天下 啦 ！ 冰河期 來來去去 好 的 ， 以上 就 是 地球 偵探 目前 所 掌握到 的 證據 ， 準備 要 用來 推論 地球 過去 的 氣候 變化 。 因為 冰層 的 紀錄 目前 只 能 重建 到 80萬 年 前 左右 的 地球 ， 雖然 沒辦法 達到 我們 原先 預計 要 看 100萬 年 紀錄 的 目標 ， 不過 為了 讓 所有 證據 可以 一起 比較 ， 我們 還是 先 來 看看 這 80萬 年 的 紀錄 好了 。 下 一 頁 的 〈 80萬 年 來 的 地球 氣候史 〉 整理 了 海洋 沉積 地層 中 的 有 孔蟲 和 鈣板藻 化石 分析 結果 ， 以及 冰層 的 紀錄 ， 分析出 過去 80萬 年 來 整 個 地球 的 氣候 變化 趨勢 。 其中 有 孔蟲 化石 的 氧 同位素 含量 變化 ， 反映出 的 就 是 當時 地球 表面 存在 著 多少 冰河 的 體積 ， 在 這 段 時間 裡 ， 冰河 很多 的 時期 就 被 稱為 冰河期 ， 冰河 很少 的 時期 就 被 稱為 間冰期 。 在 冰河期 的 時候 ， 從 海洋 裡 蒸發到 大氣 的 水 有 可能 會 飄到 高緯度 地區 下雪 形成 冰河 ， 因為 這些 水 沒有 回到 海洋 ， 所以 會 使得 海水面 降低 。 像是 在 距離 今天 最近 的 一 次 冰河期 ， 海水面 就 比 今天 要 低 120 公尺 ， 這 時候 平均 深度 不到 100 公尺 的 臺灣海峽 可就 整 個 都 露出來 ， 變成 陸地 了 呢 ！ 再 從 鈣板藻 化石 中 有機物 所 分析出 的 熱帶 海水 溫度 變化 ， 以及 從 冰層 中 氫氧 同位素 所 分析出 的 極區 溫度 變化 可以 看出來 ， 冰河期 的 極區 溫度 會 比 今天 低大 約 8 ℃ ， 但是 熱帶 海洋 的 水溫 則 是 只有 下降 2 ~ 3 ℃ ， 這 也就是說 過去 即使 是 在 冰河期 ， 位處 熱帶 的 臺灣 其實 也 沒有 變 得 很 冷 。 至於 冰層 中 所 保存 的 地球 大氣 成分 裡 ， 二氧化碳 的 含量 變化 雖然 和 氣溫 的 變化 趨勢 相當 一致 ， 也 就 是 二氧化碳 含量 高 的 時候 氣溫 也 高 ， 二氧化碳 含量 低 的 時候 氣溫 也 低 ， 但 這 並 不 代表 是 二氧化碳 引起 的 溫室 效應 導致 氣溫 變 高 的 。 其實 這 段 時間 二氧化碳 的 含量 變化 並 不 是 地球 氣候 明顯 改變 的 主因 ， 反而 是 當 地球 的 溫度 升高 時 ， 海水 中 儲存 二氧化碳 的 能力 會 降低 ， 導致 許多 原本 儲存 在 海水 中 的 二氧化碳 被 釋放到 大氣 中 ， 才 使得 二氧化碳 的 含量 升高 。 但 如果 地球 氣候 的 變化 不 是 因為 二氧化碳 和 溫室 效應 的 強度 改變 ， 那 又 是 什麼 原因 呢 ？ 科學家 發現 ， 最近 這 100萬 年 左右 的 氣候 變化 ， 可能 是 地球 自轉 和 公轉 軌道 改變 所 導致 的 。 當 地球 繞 太陽 公轉 軌道 的 形狀 、 地球 自轉軸 的 傾斜 和 方向 有 些微 變化 的 時候 ， 就 會 影響 太陽 傳送到 地球 的 能量 ， 以及 地球 所 吸收 的 能量 多少 ， 於是 才 導致 了 地球 冰河 體積 及 氣溫 的 變化 。 綜合 以上 的 結果 ， 我們 可以 發現 在 過去 幾十萬 年 的 時間 裡 ， 冰河期 和 間冰期 每隔 幾萬 年 就 會 交替 出現 。 每當 冰河期 出現 的 時候 ， 地球 海洋 的 海水面 就 會 降低 、 極 地 和 熱帶 的 海水 表面 溫度 也 都 會 降低 ， 代表 整 個 地球 進入 了 比較 寒冷 的 時期 。 相反 的 ， 間 冰期 的 地球 氣候 看起來 就 稍微 溫暖 一些 。 像是 距 今 最近 的 一 次 冰河期 ， 就 發生 在 大約 兩萬 年 前 ， 當時 北美洲 大陸 的 加拿大 幾乎 全部 被 覆蓋 在 冰河 之下 ， 還 有 北歐 的 斯堪地那維亞 半島 和 波羅的海 地區 ， 以及 冰島 和 格陵蘭 ， 也 都 被 厚厚 的 冰河 所 占領 。 卡通 「 冰原 歷險記 」 的 故事 就 是 在 講 這 個 時期 的 地球 ， 而 長 毛象 和 劍齒虎 就是 當時 地球 上 相當 具 代表性 的 生物 。 然而 在 這 次 冰河 時期 結束 之後 ， 地球 也 不 是 一路 就 持續 變熱 到 今天 。 從 左頁 下方 氣候 變化 紀錄 的 圖 ， 我們 可以 看出 不論 是 溫度 或 冰河 體積 ， 都 還是 有 高高低低 的 小 幅度 變化 。 像是 大約 1萬8000 年 前 最後 一 次 冰河 時期 結束 後 ， 地球 氣候 開始 慢慢 回暖 的 過程 中 ， 卻 又 突然 在 1萬3000 年 前 出現 一 個 類似 小小 冰河 時期 的 氣候 （ 稱為 「 新仙女木 事件 」 ） ， 並且 持續 大約 1000年 左右 。 在 這 之後 的 地球 氣候 才 變 得 和 今天 類似 ， 可以 說 正式 進入 間冰期 ， 只不過 還是 持續 會 有 小 幅度 變 熱 或 變 冷 的 現象 交替 出現 。 氣候 的 時間 尺度 其實 地球 氣候 變化 有 很多 大大小小 不同 的 時間 尺度 ， 像 我們 剛剛 把 圖片 中 離 今天 最近 兩萬 年 的 氣候 紀錄 放大 來 看 ， 就 會 看見 一些 持續 時間 比較 短 的 氣候 變化 ， 但是 在 比較 長 時間 尺度 下 ， 這些 小