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數千年前，古代的農民們開墾土地，種下了小麥、玉米、土豆和南瓜並開始養殖牲畜。然而不知不覺間，他們也許從根本上改變了地球的氣候。近日，發表在《科學報告》（Scientific Reports）雜誌的新研究為以上論點增加了新的證據：古老的耕作方式導致了溫室氣體二氧化碳和甲烷的大氣排放增加，這一趨勢自那之後就一直在持續，且與地球地質史上的任何時期都不同。研究還表明，如果沒有人類的影響，工業革命開始時地球就可能走向了另一個冰河時代。
“如果不是早期農業，如今地球的氣候應更加涼爽。”該研究的第一作者、美國威斯康星大學麥迪遜分校環境研究中心氣候研究中心的資深科學家Stephen Vavrus說：“農業的古老根源產生的二氧化碳和甲烷足以影響環境。”
以上發現基於一個大氣氣候模型，該模型將我們目前所處的地質時期——全新世（又稱冰後期，是最年輕的地質年代。編輯注）——和80萬年前的類似時期進行了比較。結果顯示，在被稱為MIS19的更早時期，全球溫度要比全新世相對應時期（大約為1850年）的全球溫度低3華氏度（1.3攝氏度），且這一效應在北極地區更加明顯——模型顯示溫度低9-10華氏度。
利用基於冰芯數據的氣候重建，該模型還顯示：儘管初始時的二氧化碳和甲烷濃度相似，MIS19時期兩種溫室氣體的整體濃度在穩定下降，而全新世在5000年前發生了逆轉，到1850年，兩種溫室氣體濃度均達到了峰值。研究人員有意在工業革命開始時終止了模型，當時的溫室氣體排放變得越來越多。
在45億年曆史的大部分時期裡，地球氣候很大程度上由一種被稱為米蘭科維奇循環（地球繞太陽運行軌道的週期性變化——從更接近圓形到更接近橢圓形——以及地球在其軸線上搖擺和傾斜的方式）的自然現象決定。這些週期影響了陽光在地球上的分佈位置，導致了寒冷的冰河時期以及更溫暖的間冰期。最後一個冰河時期大約在12000年前結束，而地球從此進入了全新世，這是一個間冰期。全新世和MIS19具有相似的米蘭科維奇循環特性。
此前研究過的所有其它間冰期，包括MIS19，初始時的二氧化碳和甲烷濃度均較高，幾千年後溫室氣體濃度逐漸下降，導致地球氣候變冷。最終溫度低到某個點，新的冰河時期就開始了。
15年前，研究報告的共同作者、美國弗吉尼亞大學的古氣候學家William Ruddiman正在研究在南極冰層中捕獲的甲烷和二氧化碳，它們可追溯到數萬年前。當時他觀察到了一些不尋常的東西：“甲烷的濃度在大約一萬年前開始下降，然後在5000年前開始逆轉。二氧化碳也在大約一萬年前開始減少，並大約在7000年前發生了逆轉。”“它提醒我，這種間冰期有一種奇怪的現象……我能想到的唯一解釋是早期的農業，它將溫室氣體排放到了大氣中，這就是一切的開始。”
Ruddiman將其命名為“早期人為假設”（Early Anthropogenic Hypothesis），有許多研究最近也表明這一假設是可信的。Ruddiman和其他人也一直在努力驗證這一假說。多年來，他一直在與氣候模型專家Vavrus合作，他們的最新研究使用了社區氣候系統模型4（Community Climate System Model 4 ）來模擬如果人類農業不存在，那全新世中會發生什麼情況。該模型提供了比該團隊以前使用的氣候模型更高的分辨率，併為冰川形成的物理過程提供了新的見解。
今天，北極正在變暖。在我們稱讚古代農民避免了全球變冷之前，Vavrus 和Ruddiman警告說，這種對全球氣候循環的根本性改變是未知的領域。“人們說（我們的工作）傳達了錯誤的信息，但是科學把你帶到了需要的地方，”Vavrus說。“現在的事情已經不正常了，過去的2000年已經超出了自然的界限，我們已經遠遠超出了自然的範圍。”
事實是，我們不知道接下來會發生什麼。長期以來，冰川一直是地球主要的淡水來源。他說：“在氣候科學家的圈子裡，我們已經達成了很好的共識，即我們在漫長的、可預見的未來停止了下一個冰川的形成，因為即使我們停止將二氧化碳排放到大氣中，我們現在所擁有的也將繼續存在。”“令人矚目的事實是，我們可能已經阻止了地球氣候的主要循環，我們被困在溫暖的間冰期。”
編譯：Sky
審稿：alone
來源：http://h5.scimall.net.cn/register?from=wechat
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