图7-冰芯记录最近40万年来的气温与二氧化碳含量.PPT

圖7-1 冰芯記錄最近40萬年來的氣溫與二氧化碳含量 圖7-2 常見的記錄地球氣候檔案 圖7-3 海洋沉積物岩芯 圖7-4 地球形成以來長期氣候變化示意圖 圖7-5 古生代時期的岡瓦那大陸 圖7-6 中生代起從溫暖的氣候狀態逐漸轉冷，在三千五百萬年前進入冰室氣候 圖7-7 不同地表的反照率 * 圖7-1 從冰層中鑽探的冰芯，記錄最近40 萬年來的大氣溫度與二氧化碳含量。氣溫高時，大氣二氧化碳含量上升；反之則下降。 圖7-2 常見的記錄地球氣候檔案―冰層、沉積物、樹輪、珊瑚 圖7-3 圖7-4 地球形成以來長期氣候變化示意圖。由天文學的推斷得知太陽發光強度越來越強。地表溫度與大氣二氧化碳濃度是綜合各種古氣候指標推斷所得，本圖顯示兩者起伏變化的大略趨勢。課文中討論到的三個重要冰室氣候時期分別以?、?、?標示之。 圖7-5 古生代時期的岡瓦那大陸係由現今的非洲、阿拉伯、南美洲、印度、澳洲、南極洲等聚合而成。該超級大陸在5億年前由北向南漂移，約在3億年占據著地球的南極一帶（圖中3 的紅點代表當時的南磁極位置），因地處高緯度，累積了大量冰雪，圖上的白色箭頭代表冰川的流向 圖7-6 地球氣候自中生代起從溫暖的氣候狀態逐漸轉冷，在三千五百萬年前進入冰室氣候 圖7-7 (A)地球上反射陽光輻射能最多的是大氣中的雲，(B)(C)如果將雲去除，就可清楚看到多樣的地表覆蓋，如海洋、植被、沙漠、冰雪等，對反射陽光的反射率各有高下 小百科 各種地表覆蓋物的反照率 《圖表說明》 二氧化碳濃度是根據被封鎖在冰芯中的氣泡分析出來的數值，氣溫是由氧同位素推算而得。 由本圖的氣溫變化可以看出，最近四十萬年來的大氣溫度與二氧化碳含量變化有很好的正相關，氣溫較低的時期，二氧化碳的含量也明顯下降。氣溫的下降需要歷經一段比較長的時期逐漸降溫，但氣溫回暖往往在極短暫的時間之內發生，氣溫回暖的幅度也相當大，可達攝氏10-15度的變化。 《圖表說明》 古氣候學者分析各種地質紀錄，重建地球歷史中的氣候變化，並推測影響氣候變化的因素，這些地質紀錄包括沉積物、冰層、珊瑚，樹輪等（圖7-2）。就人類歷史時代的氣候變化而言，歷史文獻則提供了更直接的文字證據。 《圖表說明》 來自各地的沉積物，每天不斷在湖底或海洋底部堆積，經年累月，底部堆積了非常巨厚的沉積物。從湖泊、深海等環境中鑽取的沉積物岩芯，是研究古氣候最完整且紀錄最長久的依據。透過類似石油鑽井的方法，把海底或湖底的泥沙沉積物用套管鑽取，這些直徑約十公分、一節一節由海底往下鑽出所取得的圓柱狀沉積物就稱為岩芯。這些沉積物能反映沉積時的古環境，只要做適當的分析，即可重建古環境。海洋鑽探計劃已獲取各大洋中保存完整的深海沉積物標本，建立了一億五千萬年來海洋沉積環境的訊息。 《圖表說明》 ?：溫室氣體含量大幅降低是地表溫度逐漸轉冷的主要因素。在地球初期漫長的歷史中，水氣凝結形成海洋，海洋中逐漸繁盛的生物又吸收了大氣中的溫室氣體，如二氧化碳等，生物的除碳作用大幅降低了大氣中二氧化碳含量，使溫室效應降低，氣候逐漸轉涼。在距今約八億至六億年間，氣候一度全面轉寒，地表有兩次全面冰凍，冰河的遺跡遍布全球，連熱帶地區都被冰雪覆蓋，地球變成了「雪球」 。 ?：距今約三億年前的古生代末期，當時的「岡瓦那大陸」（由現代的南美洲、非洲、澳洲、與南極大陸構成）（圖7-5），正緩慢「漂移」經過南極，由於陸地廣布於極區，因而提供大陸冰原形成的有利條件，有助於寒冷氣候的形成。陸地上冰原形成之後，冰雪反射陽光，地球反照率因而提高，地表吸收的陽光輻射量降低，地球寒化的情況變本加厲，造成另一次大冰期。 ?：新生代早期，也就是四千多萬年前，印度撞上了歐亞大陸，兩個陸塊相撞，形成了廣闊的青藏高原，以及高聳的喜馬拉雅山脈，陡峭連綿的山脈與高原造成氣候改變，促進了旺盛的岩石風化作用，消耗大氣中的二氧化碳，溫室效應因而減弱，地表溫度又開始下降。大約三千五百萬年前（圖7-6），南極大陸中心區又出現了冰雪堆積，而後冰原面積不斷擴張，後來整個南極都被冰封，全球氣候因而轉趨寒冷，影響所及，到了二百多萬年前，連北極地區也開始出現冰雪，從此地球的南北半球都戴上了白色的「冰帽」。 《圖表說明》 圖上虛線代表南極與岡瓦納大陸的相對位置，數值以百萬年為單位。是由古地磁的方法定出磁極位置。距今大約三億年前（325Ma—240Ma），地球曾出現大量冰帽（圖7-4編號?古生代末期的冰室），當時南極就位於現今南極洲這塊陸地上。 大陸出現在南極，也就是比熱較小的陸地在極區出現，有助於大陸冰原的形成，但從地球過去的氣候紀錄中，科學家知道隨著大陸不斷飄移的歷史，並非只要有陸地出現在南極的位置就一定有冰原出現，也就是說有陸地位於南極位置只是冰原發展的必要條件，而不是充分條件。 * * * 《圖表說明》 二氧化碳濃度是