全新世
哲爾瓦提出的名稱
全新世(Holocene)是最年輕的地質時代,從11700年前開始。根據傳統的地質學觀點,全新世一直持續至今,但也有人提出工業革命后應該另分為人類世。其名稱源自希臘語“ὅλος”(holos,完全的)和“καινός”(kainos,新的),意即“完全新近的”。
(圖)全新世
(圖)全新世
(圖)摩索水母化石圖
全新世氣候變化具有明顯的波動性挪威人布利特(A.Blytt)和瑞典人塞南德爾(R.Sernan- der)根據北歐沼澤地層中的植物化石和孢粉譜研究,1909年建立北歐冰後期氣候分期,包括:
1、前北方期(距今10300-9500年前),由寒冷轉向溫涼;
2、北方期(距今9500-7500年前),溫干;
3、大西洋期(距今7500-5000年前),溫暖濕潤,又稱氣候適宜期;
4、亞北方期(距今5000-2700年前),溫干;
5、亞大西洋期(距今2700年前至今),涼爽濕潤。這一分期方案至今仍被各國採用,並不斷得以補充。
孢粉學家波斯特隊(L.von Post)在1946年把全新世氣候變化分作3個時期,即Ⅰ期-溫度上升、Ⅱ期-溫度最高、Ⅲ期-溫度下降。1953年安蒂夫斯(E.Antevs)也作了類似的劃分,分別稱為升溫期、高溫期和中溫期,相當於全新世早、中、晚期。在高溫期,北半球中緯度地區的年均氣溫高於現今3-5℃,沿海地帶海侵達最大規模。在降溫期或中溫期,氣溫稍呈波動式下降,許多山嶽冰川有不同程度的前進。20世紀60-80年代,許多學者利用歷史和考古材料,進一步揭示亞北方期和亞大西洋期以世紀為時間尺度的氣候、環境變化。中國科學家竺可楨按考古時期(公元前3000-1000年)、物候時期(公元前1000-公元1400年)和方誌時期(公元1400-1900 年),總結了近5000年來中國的氣候變化。隨著測試、分析手段的進步,全新世氣候、水文、植被及各種地貌過程的變化,已趨向定量分析和預測研究。
(圖)全新世中國火山分布圖
人類的文明社會,當前社會的一切繁榮、富強、發展、進步都發生在全新世。因此,認識全新世的氣候變化有重要的意義。為了說明全新世在地球歷史上的地位,有必要簡略回顧一下地球氣候的歷史,至少近兩百萬年的歷史。儘管這對於有46億年歷史的地球而言幾乎只相當於一天中幾分鐘短暫時間大約240多萬年前地球進入所謂第四紀,其氣候特點是冰期-間冰期交替,地質學家稱之為旋迴。旋迴的時間即周期以萬年計,但是並不穩定。
近70萬年來以10萬年周期為主。在南極的冰芯氧同位素變化中表現最清楚,在深海沉積、黃土堆積中也有一致的反映。一般認為冰期-間冰期旋迴的形成與地球軌道要素的變化有關。由於這是米蘭克維奇發現的,所以也稱為米蘭克維奇周期。最近一個旋迴開始於約12萬年前,那時地球氣候與現代的溫暖程度相當。到2.3萬年前達到最冷,稱為末次冰盛期。在每個10萬年左右的冰期-間冰期旋迴中,溫暖時期是比較短暫的,一般約1—2萬年。而更多的時間處於降溫過程中。但是溫度的下降不是直線的,而是由一系列的波動組成。直到20世紀中葉大多數科學家還相信冰期的氣候是持續的寒冷。但是後來發現冰期中也有相對溫暖的時期。
認識到冰期氣候的不穩定性是古氣候研究的一項重要成果末次冰盛期之後處於冰消期,北美的勞倫泰冰蓋,北歐的斯堪的那維亞冰蓋相繼瓦解。但是,就在氣候已回暖到接近現代的情況下,又發生了一次激烈的氣候波動,稱為“新仙女木”事件。以北大西洋北部為中心,氣候迅速變冷。但是寒冷僅持續了1千年左右,又快速后暖,所以稱為氣候突變。溫度變化的幅度達到了冰期-間冰期旋迴的3/4。這是末次冰期中最後1次氣候突變。“新仙女木”事件之後,即進入全新世儘管在20世紀後期人們已經認識到冰期氣候的不穩定性,不再把冰期看成持續的寒冷時期,也不再認為第四紀僅有4-5次冰期。但是,仍認為全新世的氣候溫暖而平和,沒有大的氣候波動。
1995年Brien等首先根據格陵蘭冰芯中海鹽與陸源塵粉的變化,指出全新世可能有一系列的冷事件。以後國際上開始了一系列的研究。最著名的是Bond根據北大西洋深海沉積中冰島火山玻璃和染赤鐵礦等浮冰碎屑確定的冷事件年表。冰島及揚馬延島等地的冰川下滑到海中形成冰山,冰底攜帶了碎石顆粒,其中包括火山活動形成的玻璃和與赤鐵礦摩擦而染紅的碎石。當冰山融化時,冰底的碎石沉入海底。因此分析北大西洋深海沉積的IRD,可以判斷何時有大量流冰傾瀉入北大西洋,也就是冷事件。
在愛爾蘭以西的地區沉積率超過了10cm/ka,所以隔0.5—1.0cm取樣,使得沉積記錄的時間解析度達到50—100年。根據Bond等的研究全新世共發生9次冷事件,小冰期約出現於0.4kaBP近年來一系列的古氣候研究表明亞非季風區的降水量變化也同冷事件有關。當北大西洋出現冷事件時,季風降水減少,即弱季風事件。對阿曼灣沉積的研究就很有代表性。深海沉積中保存了浮遊有孔蟲的記錄。有的有孔蟲的紀錄與海水溫度有線性關係,而海水溫度取決於涌升,涌升的強度則依賴於海表的風力大小,也就是季風強度。因此人們可以從過去近萬年的有孔蟲記錄來推測當時季風的強度,確定弱季風事件。
(圖)斷裂全新世
在全新世中各地先後進入新石器時代,人口也迅速增長。發生氣候突變時,採集、狩獵不再滿足生活要,再加上人口的壓力,就可能成為推動農牧業發展的動力。據吳文祥、劉東生的研究5.5kaBP的氣候變冷在四大文明古國:兩河流域、埃及、印度及中國的文明中有重要的推動作用。4.2-4.0kaBP的氣候變干正當兩河流域的阿卡德王國解體、埃及處於混亂的第1中間期、印度哈拉帕文明衰落。中華古文明也處於交替時期,經過動亂,於公元前2070年建立夏朝。愈來愈多的證據表明,人類社會的發展與全新世大約出現於8kaBP、6kaBP以及4kaBP的3次氣候突變有密切的聯繫。
(圖)全新世滅絕物種
袋狼是像狼的有袋類,背上有條紋,頜骨很有力。最後一隻袋狼死於1936年,因而我們知道它們的確切模樣。幾萬年來,它們是塔斯馬尼亞島的主要捕食動物。但是當英國人在這個澳大利亞島嶼定居后,他們為了養羊而砍倒了大片森林。袋狼捕食羊,牧場主就向它們開火。隨著供它們棲居的荒野變小,袋狼消失了。
19世紀,漂亮的旅鴿以令人難以置信的數量飛過北美中西部的森林。當它們數以十億計地在空中飛過時,巨大的旅鴿群使得天空連續幾天變得昏暗。但旅鴿卻不幸成了那些使用獵槍的人們很容易的靶子和口中的美味。一次射擊便可以從巨大的旅鴿群中打下數只鳥來。一次出獵很容易就能獲得成桶的旅鴿。到了20世紀早期,一度很常見的旅鴿已經很稀少了。到了20世紀30年代,只有一隻被稱做“瑪莎”的旅鴿生活於辛辛那提的一個動物園中。瑪莎死後,旅鴿也就永遠消失了。
[1] 昊網 http://encyclopaedia.howwant.com/HTML/Encyclopaedia_20080321232724_160556.html
[2] 中國氣候變化網 http://www.ipcc.cma.gov.cn/Website/index.php?ChannelID=72&NewsID=473
[3] 中國氣象局 http://www.cma.gov.cn/qxkp/cyqxzs/200805/t20080506_1411.html