一座从冰川分离出来的冰山漂浮在格陵兰岛西南的海面上。
新华社发
专家警告，全球气候变暖可能导致北极熊灭绝。 新华社发
科学家们向湖底取样，寻找气候变迁的奥秘。
漫漫黄土记录千万年气候变迁。
古老的岩洞犹如“秘密档案库”。
暖冬使鹭鸟留在济南市大明湖呼朋引伴，不愿南飞。 王 锋摄
3月23日，世界气象日。刚刚过去的异常暖冬，眼下还不曾真正离去的倒春寒，让人们比任何时候都更关心天气变化、关注气候变迁。
虽说“天有不测风云”，但科学家们相信一定有规律可循，而“天上的秘密”也许早已深藏在地下——地球上各种沉积物中富含着浩瀚的环境信息，科学家们从黄土、湖泊、海洋沉积物、极地冰芯、石笋等一本本“古书”上，他们读出几千万年的大气冷暖。
今天，让我们跟着南京三位专家，穿越时光，追踪地球气候律动的曲线。
一把黄土，记载2200万年的地球气候变幻
3月11日。南京大学表生地球化学研究所的标本室。一排排书架上堆满了一袋袋黄土，每个袋子都标注着采集的时间、地点、深度等信息。研究所赵良博士笑称，这些就是大自然用黄土写的“书”呀。
赵良打开电脑里的相册：“为了把这本‘书’从陕西黄土高原背回来，我们得先当个‘挖土工’。”黄土干燥疏松，取样完全靠手工。先要将工作地点表面的披覆挖掉，因为表面的黄土太“年轻”，信息不稳定。当地向导能凭经验判断出“老土”，有时则靠“野外磁化率仪”来探测。确认后开始“修台阶”：从上到下，连续挖二三十个1.5-2米的坑，坑壁上要一一标高，然后每隔2到5厘米，就取一份样，装进塑料袋。
一幕800-400万年前黄土高原的冷暖变化，浮现在赵良的叙说中。
“当时，黄土高原就像今天的非洲草原，大象、鸵鸟、三趾马四处奔跑。这里基本是温暖湿润或半干旱的气候，属亚洲季风区，夏季风和冬季风交替着吹，气温高，雨下的多，蒸发的也多。”后来青藏高原隆升，阻断湿润的印度洋季风，导致内陆的日渐干旱。冬季风偏干，把西北内陆的颗粒搬运过来，形成黄土；夏季风略湿，则形成古土壤。你来我往，在黄土深处堆起一层层“气候的记忆”。
研究古气候，深海沉积和极地冰芯一直唱“主角”，黄土虽是“新人”，但已举足轻重。上世纪80年代，中科院刘东生院士第一次比较黄土的磁化率和海洋中的氧同位素测定结果，发现了惊人的吻合，这证明黄土也能记录古气候的信息。此后，基于中国的黄土，刘院士重建了250万年以来的气候变化历史，使中国黄土成为国际古气候变化记录的最重要档案库。后来更多的研究工作使我国的黄土沉积与海洋的氧同位素阶段全部对应上了，这部“写”在黄土中的气候历史，已追溯到2200万年前。
一段岩芯，就是一座大自然的“秘密档案库”
一段737米的岩芯，一段278万年的历史。
278万年前，南来的印度洋季风增强，积水成湖，均匀的细沙沉积是和风细雨的时代；155万年前青藏高原第一次剧烈隆升，季风受到阻挡，暴雨洪水把粗大的砾石裹挟到湖底，地区的雨量更加充沛，温度上升，植被极大茂盛，更多种类的花粉沉落湖心；湖水水位日渐提高，水里的生物、有机物活跃起来；99万年前，青藏高原再次剧烈隆升……
读一段没有干扰的湖泊岩芯，宛如读一本笔触细腻的女性日记，事无巨细，娓娓道来，却又不乏惊心动魄的高潮。
中科院南京地理与湖泊研究所的沈吉研究员就是这本日记的翻译者。“这是迄今我国国内获得的最好的一支岩芯！”这根737米的岩芯来自云南鹤庆一个形成于278万年前的古湖泊，由于地形和气候的变化，从前的大湖如今收缩成了两个小湖，而湖心则为人类留下了一份完整而忠实的环境记录，其中两段分别长达6米和28米的砾石沉积完美地展现了青藏高原的两次剧烈隆升事件，以及由此产生的气候、植被、生物等的环境变化状况。
“得到一支好岩芯，就是获得一笔宝藏啊！”先在湖心打钻，从湖泊中小心地提取出“档案”——要确保完整地获取岩芯；然后为每一层岩芯定年、编年，以现在的技术，对近代的定年甚至已经精确到10年。再分析每一层的各项环境指标，包括物理的、化学的、生物的指标，把淤泥记录的环境历史一一解读出来，并建立起几十万、几百万年的档案序列。
一把“时间之尺”，丈量一次次冷暖更迭
“上一个冰期还是1万多年前的事，下一个什么时候来？有人说再过4万年，有人说不到1万年……到底还要多少年，地球就会进入天寒地冻的冰期？”3月14日下午，长江学者、南京师范大学地理科学学院教授汪永进一本正经问起记者。
不弄懂历史便无法预测未来。汪永进用科普语言描述近几十年古气候学研究的热点：气候变化周期。通俗地说，这一个多世纪，科学家们是在寻找一把测算地球冷暖变化周期的“时间尺子”。在天才米兰柯维奇那里，地球气球变化周期“假定”有三个：10万年；4万年；2万年。上世纪50-60年代，第四纪气候变迁的历史被科学家们逐步读透了。在大洋深处软泥中，他们找到“气候的古书”：在海底沉睡上百万年甚至更久的古生物遗骸。只要从遗骸测出氧同位素18和氧同位素16的比例，科学家就能推算这个物种生活时的温度。氧同位素测定，使得人们阅读地球冷暖成为可能，米兰柯维奇假说因此在1976年得以证实。
之后30年，人们从黄土高原、湖泊乃至岩洞、冰川中搜出一本本“气候的古书”。当然，最好的“书”藏在冰下。上世纪90年代，科学家在格陵兰冰盖最厚处打了两个钻，获得了3000米的冰芯，每年一层冰，清晰“刻”下12万年的气候变化。随后，在南极获得的一支1000米的冰芯，则记录了40万年气候历史，正好四个轮回。
根据米兰柯维奇理论，科学家们基本认定：我们正处在比较温暖的间冰期，下一个冰期何时来？他们吵得很厉害，争论缘于研究的精确度有限。汪永进特别偏爱溶洞石笋，因为石笋滴水积成石，信息记录忠实，且分布全球各地，便于采集。由他承担的国家重点项目研究，已从石笋读出50万年气候信息，而误差不超过700年，在所有“书”中，这样的精确度首屈一指！
“对老百姓来说，一万年太久，眼前变化最重要。告诉他们10万年地球冷暖更替，还不如说说100年、50年内气候变化。”科学家们寻找冷暖变化尺度的努力，没有终点。他们要在“大尺子”找出“小尺子”，这个“尺子”记录的历史越短，越能满足人们“明天会变冷吗”的好奇。在格陵兰冰芯的研究中，科学家已发现：在大的冰期、间冰期变化周期中，还存在小的冷暖变化周期，时间为1450年。而汪永进研究南京葫芦洞石笋后，找到两个分别为1700年和1000年小周期，在权威的《Science》杂志发表后，得到国际学界认可。还是阅读这根石笋，汪永进把气候变化的千年尺度收缩到百年尺度，“研究最近九千年来的资料，我们发现，太阳黑子活动与地球气候也有着密切的关系，还存在着更小尺度的冷暖变化周期，也许两三百年就有一次，我们正在寻找证据。”
本报记者 廖卉 孙巡
《变形金刚2》送票！
