在我们地球史上,气候变化以及地壳压力使海洋和露出陆地的分界线经常变动。这些变动是缓慢的,但也有例外。有朝一日海水暴涨是否会将广摘的居住区淹没呢?南极的冰融化是造成这种事变的原因之一。
一亿年前气候比现在暖和多了
海洋生物中,由碳酸钙构成的贝壳里氧16和18同位素的比例是根据水温而起变化的。从沉积层发掘出来的贝壳,可用来推断年代,也可作化石温度计,它仍可以告诉我们,那时大西洋已经开始将美洲和欧洲分开,海水的温度比今天高,海底的温度几乎与海面一样。此外,在今天的温带地区,甚至靠近极圈,海面的温度也几乎与热带地区下面水温相同,总的气候肯定比今天热得多。
在四千万年以前、地球表面开始变冷。通过研究南极冰块带来的沉积物,人们发现,只是于一千五百万年前,冰帽开始覆盖南极大陆,那时形成的很大一部分冰现在还是完好无损的。钻探出来的冰岩芯提供了关于过去气候的宝贵资料,在北冰洋,北极周围漂浮的冰块还是较近形成的,仅有三百年历史。
这种变冷并不是经常的。要理解气象学家所说的话,必须清楚地看到,我们谈过的在空间中焦距扩大的影响,它在时间上也起作用,在历时一千万年的一个时期的总倾向内,一些强烈的变化,时间不论长短,都会使一般气候发生这种意义或那种意义的变化。如果我们改变焦点,使目标局限在几百万年,那么整个时期却在发生这些变化,并且将总的倾向掩盖起来,这就是本文开头谈到的在这样一种时间间隔里洋面发生的变化。再将焦距拉长,直至“镜头”局限于把我们与更新世初分开的三十万年左右,在这一时期初,我们的直接祖先类人猿和原始人已经在那里目睹气候的变化并且受到其影响。在他们之后,尼安德特智人和“新人”遇到了北极冰滚下,直至南欧边界。
古地理学将更新世分成四大冰河期,尤其是根据化石贝壳中氧同位素的比例进行更仔细的分析,首先是将它再分小,分成至少有十五个冰河片断期,每个时期约为十万年,被相对暖和及时间更短的间冰期(约为一千年)隔开。在每个间冰期末都冷得比较慢,接着加快直至很低的平均温度。相反,冰期结束后,迅速变热,这种速度差别对于气候变化相连的突如其来的事件的发生具有极大的重要性。
最后一次冰期于一万年前左右结束。随之而来的是气候转暖尤其快。至少在二千年内,在大西洋中部,温度达到8°。在距今约五千年的这个间冰期,温度处于顶峰,比现在平均温度高出1°。然而,如同许多气候学家所认为的,由于人活动的结果,如果大气中二氧化碳总量增加,气候会重新变热,一个世纪过后,总平均温度会比目前高出2 ~ 3°,那时地球的温度将与它在一亿年前左右的上间冰期的温度一样。气候学家和气象学家目前所用的模式表明,一般温度的升高在全球并非都一样,在高纬度地区,即远离赤道的地区,温度将比平均温度高得多,最热的是纬度60°的地区,对于北半球来说,它与列宁格勒或奥斯陆的纬度相对;在南半球,与西南极半岛顶端附近的南设得兰群岛相对,在最后一次间冰河期间,似乎南极西部的小冰川完全消失了。当然,大陆冰川——这个称呼源于斯堪的纳维亚人,地质学家用以指两极陆地的冰帽——是那些自从一本五百万年以来,甚至在间冰期,都一直覆盖南极东部的冰帽。美国气候学家罗热 · 勒威尔和贝尔特朗 · 汤普逊认为,平均温度升高2 ~ 3°,单单西部冰川融化掉,就将使海平面升高几米,就会给我们地球上很多密集一百亿人的地区带来严重的后果。这两位气候学家估计,海平面升高5 ~ 6米,海水便将漫及“世界上大部分的城市”。大城市纽约或旧金山是被淹无疑的,而在欧洲,威尼斯城已经有一半陷到亚得里亚海里,不过世界上还有一些大城市,如巴黎,还不足以a到海平面变化的威胁。
对于气候变化的大量假说
气候变化无常会造成更严重的局面,甚至是灾难吗?为了回答这个问题,必须了解过去气候巨变的原因。对这个问题有不少的假说,其中一个是南斯拉夫地球物理学家米兰科维奇根据地球轨道的离心率是受一个九万二千年周期的制约的,在这个周期末可找到地球——太阳距离的相同的最大值(近日点和远日点),地球在轨道上的位置不同,接受的阳光也明显地受到影响,地球转轴与轨道平面角度(目前接近63°),是按四万年个周期而变化,地球轴心越倾向于轨道平面,季节之分就越明显(如果角度保持在90°,就没有季节之分)。最后,岁差周期——二万一千年——沿地球轨道变换季节。
目前,当我们北半球处于隆冬,地球运行到近日点,就最接近太阳。一方面阳光密度到了最高点;另一方面,根据凯普勒(天体力学)的面积定律,地球围绕太阳转动更快;北方的夏天有九十三天,冬天只有八十九天,与此同时,南半球却处于夏天,由于更接近太阳,当然也接受更多的阳光。然而其夏天(我们的冬天)比北半球的夏天更短,而它的冬天(我们的夏天),只有四天多一点。总之,目前北半球比南半球接受更多的太阳热,而且都在冬季,所以减少了季节之分,冬天相对比地球历史上其他时期更暖和。在一万年以后,岁差周期一半时,情况将倒过来:地球运转到近日点,恰逢是南半球的冬天。
除周期变化外,在解释过去气候的大变故时也提到其他天文因素,例如造成中生代大爬行动物突然消亡的气候变故。我们的太阳是一个变化的行星,因为它十一年一个周期,没有什么能证明,在其漫长的历史中,剧烈的变动对它不产生干扰,增加或减少其照射在地球上的能量。它还能与其卫星一起,穿过银河系厚厚的尘埃云,这同样会减少其光辐射。当然这只是假设,这种假设虽则很难估计其可能性,但绝非难以置信的。
有人提出两极可能移动,在四亿多年以前,南极在西南非洲,它被冰覆盖着;至于北极呢,它穿过西伯利亚和中国,乃至接近夏威夷。地球转轴果真移动了吗?或者仅仅是地壳运动,转轴相对整个地球和太阳系是保持不变的呢?大陆漂移——今天这一说法几乎被一致接受,尽管还有别的一些说法——也有这种含义,即轴未移动,只是它穿过的地壳地区移动了。无论如何,两极的迁移是一种缓慢的现象,气候对波及地区的影响是非常大的,不过人们并不将影响看成是突如其来的,或者产生在最近的过去,或者在不远的将来。
尽管火山爆发放出的能量影响不是很大,然而却与天气密切相关,而且是外加的难以预料的现象。它们喷射在大气中的灰尘拦截了部分阳光,造成气候暂时变冷。另一方面,在两极附近的火山爆发会给冰盖上一层灰烬,结果其反射作用减弱,造成冰的融化。
第四纪冰期时,全球海平面比目前低100米
地球上气候变化的最后一个原因值得提出,它并非无足轻重,这就是大气中二氧化碳含量的问题。目前对冰岩芯进行的测定表明,五万年以前,在最后一次冰期最冷的时候,大气中二氧化碳的含量只有目前的三分之二。一般认为,从地面折回空间的红外线透不过二氧化碳,由于“温室效应”而使低层大气变暖。如果二氧化碳完全消失——这只是杞人忧天——地球的平均温度会下降20°左右。目前大气中二氧化碳的含量确实在增加,这反而造成气候的变暖;然而人们对于这一严重性却众说纷纭。海洋中含有大量溶解的二氧化碳,人们还不知道它们最大限度能吸收多少二氧化碳,并使天气变暖缓和。
令人奇怪的是,在考虑气候变化问题时,很少提到水蒸气。在低层大气中,它的作用也是很重要的,完全与二氧化碳一样,它吸收地球表面扩散到空间的热量。如果大气完全没有水蒸气和云,每天夜里,寒光如霜,温度会下降到零下一百度,如同撒哈拉那样,早晚温度有天渊之别,或者就如月球上的气候一样。
还必须指出,如果说气候变化对海洋和露出陆地之间的界线有直接影响(通过海平面的升降),那么,由于气候变化,或者由于地质现象而造成的海岸地理的剧变也反过来影响了气候。直布罗陀海峡打通,大西洋的水涌进地中海盆地,明显地影响了它的气候。最末一次冰期后打通的加莱海峡对欧洲海岸亦有相似的影响。除海流方向改变外,已使(或将使)高层大气永久性气流改变,这种改变有时是不可逆转的。
在谈过这种种复杂的相互影响作用后,让我们回过头来一边看地球外摄影师拍的影片,一边继续刚才提出的问题:既然一切都在运动,一切都在变化,既然今天露出的大部分地面在以前是被地球海浪所淹没的,既然我们眼下陆地和海洋的界线在几个地区移来移去,对人类来说,这种变动是否可能经历过一些突然的和灾难的阶段呢?
从地区看,这种事件已在过去发生过。在第四纪冰期高峰期,海平面至少比现在低一百米。在最后一次冰期,整个欧亚大陆北部,包括目前的不列颠岛和北海大部,都覆盖着冰帽,距离现代一万年至九千年左右,冰开始融化,时间可能不足一千年,原来的冰帽只剩下格陵兰的冰川。
冰融化了,陆地露出来了,当冰融至北纬57°时(即苏格兰和丹麦地区),塞纳河水与塞文对接,地质学家所说的“拉芒什河”在西经6°的地方,即今天菲尼斯太尔省顶端略北一点注入大西洋。在北纬52°出现了另一条河流的喇叭形河口,它今天已为圣 - 乔治运河和爱尔兰海所吞没。
有时海平面稍一改变就足使海岸线改变
冰河期结束和间冰期的实际开始,从一些更为复杂的现象表现出来。由于几千年来压在其头L. 的成千上万立方的冰变薄,斯堪的纳维亚半岛渐满端倪。这块陆地南边冰帽不很厚,未全将陆地埋住,但整块陆地虽有斯堪的纳维亚的隆起,却反而降低了,而冰融化的结果,使世界海平面迅速升高。距今七千年前左右,拉芒什海峡已几乎接近目前的范围;加莱海峡通向北海。在海峡两边,我们的祖先都竖筑起一些巨石建筑,其年代接近小亚细亚将进入新石器时代的文明时期。
传说是否保留着大海进的回忆?当然,传说中的描述不可轻信,但也不能看成是大众的简单臆想。杜瓦尔纳内兹大暴风之夜,人们听到的不是伊斯城的钟声,如民间传说的那样;可能库当斯主教从来都是湿着脚到盎格鲁 - 诺曼群岛去做弥撒。然而拉芒什海峡的断面图在公元之初有几点与现今地图的断面图不同,人类原来居住点的遗迹应在今天的海浪或海滩沙土下沉睡。
最近第四纪的这种沿革表明了总的趋势,其中并不排除一些幅度较小的变动。距今更近些、一千六百年左右,西欧经历了一个“小冰河时代”,接着是一次变暖,似乎是在三十年前结束。至于海岸线,只须考察拉芒什海峡目前深度的地图就可知道,只要由于侵蚀现象或与带来沉积物相反而引起的海平面的小小变动,就可以使海洋或陆地范围产生这样那样的移动。在法国,蒙圣米歇尔湾是一个尽人皆知的例子,其附近有三座石山,它们有时陷于沙泥之中,有时则被水环抱,尽管三座山之间相距很近,却永不接合。今天蒙多尔周围是农田和草地,它在几公里以外俯瞰海湾,邻近的蒙圣米歇尔在海湾沙滩的中央,在上一时代还是一个岛屿,由于巨大海潮,现在不再是岛,所以人们迫不及待地花费很多钱推迟它最终被沙埋没的时间。离这几公里外的通贝兰岛以前还有人居住,如今已被离弃,这里野兔出没,海鸥翔集,每次涨潮时被海水环抱。十二世纪吉劳姆 · 德 · 圣帕伊尔方丈的叙事诗证实了这个传说,直至709年,蒙圣米歇尔山和通贝兰小岛仍处在茂密森林的中央,此后,森林在一夜之间被暴雨和大海潮所淹没。有一点方丈弄错了:我们确切知道,709年,蒙圣米歇尔山已经成了岛。不过唯有日期有误,另外可能事件没有那么突然。然而人们不能不相信,在某一时期,完全在陆地中央的山,是被不断的春秋分大海潮,于公元初或稍前点的时间弄成岛屿的。在多尔沼泽地附近,人们新近还发掘出半截成为化石的树桩。最后一次大海潮把山分开,它也给当地居民留下大灾难的回忆,他们中不止一个人在此丧生。
[Science et vie(法),1983年9月]