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全球正在变暖，世界将变得越来越不利于人类居住的种种猜测层出不穷。那么，未来地球到底会变成什么样子？如何能科学、准确地预测地球的未来呢？古人说得好：温故而知新。
全球变暖将导致我们人类赖以生存的地球环境发生变化，许多科学家已经介入了这个领域的研究，研究的重要途径之一就是通过了解以前地球的景象是个什么样子、又是如何变成现在这个样子的过程来更加准确地预测地球的未来。其实，探求地球遥远历史的路子并不像人们想象中的那么神秘，在人们看来很平常的东西就可能成为通向过去的时空隧道：
树木年轮:大多数人都知道树木年轮是判断树木年龄的依据，但在科学家眼中，它还是环境变化的记录计，因为树木的生长除了受到气温、降水、土壤和地形等自然环境的影响外，还会受到环境污染及大气成分变化、地震、火山爆发等的影响，当然人为因素造成的环境污染也不例外，都会被一一记录在案。比如规模较大的火山爆发，会使大量灰尘和气体进入高层大气遮蔽阳光，导致温度降到冰点以下，从而在树内留下一道叫作霜轮的特殊标记；而地震则会给树造成损害，使树在以后的一些年中产生较薄的年轮……因此通过对年轮宽度、年轮结构和年轮中元素浓度的分析，可以推测过去的环境变化。
虽然自美国科学家道格拉斯始人们对树木年轮的研究仅有约百年的历史，但却取得了相当出色的成果：如运用考古资料，世界上最长的树木年轮年表已经突破了万年界线，不仅为人类了解过去全球环境变化提供了极好的手段，而且为碳14定年方法提供了校正曲线；又如我国科学家在青海采集了240多棵祁连圆柏树芯及10棵古树圆盘样品，通过对它们的年轮宽度进行测量，再与活树样品的年轮宽度序列进行交叉对比，发现时间最早的年轮可追溯到公元前326年，并建立了从公元前326年至公元2000年的树木年轮序列表等等（图1）。
（1）树木的年轮。对于科学家而言，它蕴含的信息可谓包罗万象
湖泊沉积:在湖泊长期演化的过程中，水体之下的“淤泥”会越沉越多。于是，这些湖泊沉积物也就成了记录过去地球环境信息的档案库。
通过钻探方式来获得的湖泊沉积物样品称为湖芯。湖芯里通常含有一定量经年累月随风飘落的、有着坚硬外壁极易保存的孢子和花粉。因此科学家借助于显微镜分析鉴定技术可以确定沉积物中各种化石孢粉的类型，从而进一步得知这一区域在某一时间段内的植被组成以及不同时间段内植被、环境的变化（图2），比如云杉、冷杉的孢粉组合就可以代表寒温带针叶林气候环境。
（2）图组:湖芯中提取的孢子和花粉的显微图片。人们从中可知：它们是什么年代的？属于谁？而谁又适于在什么环境中生长?于是，那个年代的环境便不难得知了
此外，如果取样时走运，有些湖芯会具有明暗相间的纹理，这些纹理更是记载了大量的环境变化，如气温、降水等信息，具有很高的时间分辨率。比如通过不同层次间沉积物颗粒大小的分析，便可推断出它形成年代的气候是干还是湿，因为气候干时湖水水位肯定就低，沉积物的颗粒大；气候湿润时期，湖水水位上涨，沉积物的颗粒小。不仅如此，沉积物里还会有微体动物化石，通过对这些生物进行分析研究也可以推算出它们活着时湖水的温度和盐度……
冰芯:在地球的南极、北极地区和一些海拔高的山上，都存有终年不化的冰川。在这些旷古寒冰的冰芯里，仍封存有一些远古时期积雪成冰过程中残留在里面的的空气泡，它能够告诉人们当时大气的成分（图3）。比如法国科学家从南极钻取的形成时代不同的冰芯中，得知了过去42万年以来地球大气中二氧化碳浓度的的变化情况，发现现在大气中的二氧化碳浓度是42万年以来最高的。
（3）冰芯中的这些气泡白点，可是绝对没有受过人类活动污染的纯净空气，但要呼吸这样的空气对如今的人们来说已经是一种不可及的奢求了
此外，地球历史上的火山喷发信息也可以从冰芯里获取。因为多数火山喷发都以强酸（主要是硫酸）的形式在冰芯中留下痕迹，因此通过对不同时期冰芯的连续电导率以及酸性的测定，就能获知历史上的火山喷发情况。比如根据格陵兰冰芯记录推断的近2000年以来的69次火山喷发情况，其中有85%是与文献记录的火山喷发相吻合的。
不仅如此，所有在大气中循环的物质都会随大气环流抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。它不仅提供了不同时期大气气溶胶、沙漠演化、植被演替、生物活动、大气环流强度、火山活动信息等等，同时也记录了人类活动对环境影响的各种信息，比如格陵兰冰芯记录表明，古希腊和古罗马时期冰芯中铜元素的含量明显偏高，这肯定与罗马帝国因为制造军备器械和钱币等对于铜合金的大量冶炼有关。
黄土:中国的黄土高原总面积达58万平方公里，是世界上最典型的黄土地貌区，科学家也在这里深厚的黄土地层中发现了地球过去的秘密。
（4）黄土高原的土层剖面。它无言地告诉了人们万千年来气候、环境的变迁
在厚厚黄土层的剖面上，可以看到颜色不同的条带，这些颜色不同地层的形成同样与当时的气候环境密切相关（图4）。比如气候干冷的时期，沙漠扩张，风尘堆积加速，地表普遍形成黄土层;而气候温暖湿润的年代，风尘堆积相对缓慢，地表发生强烈的生物风化成壤作用，会在当时的地表形成棕壤、褐土等肥沃土壤。若干年后，这层沃土被深埋于地下，在剖面上形成一条色泽较深的线。此外，古气候的温暖湿润程度决定了磁性矿物生成量的多少和大小:温暖湿润的时期，磁性矿物生成量多、颗粒小;而在风较强的时期，黄土中的粗颗粒含量增多，这只要在不同土层中一扒拉便一目了然。还有，黄土中的生物化石比如啮齿类化石、孢子花粉、陆生蜗牛化石等的分布，也和当时的气候环境相关。我国科学家通过分析土层里的这些秘密，先是建立了250万年来的古气候记录，之后又向前推到600万～800万年，近几年又追溯到更遥远的2200万年前。
……
全球变暖将导致我们人类赖以生存的地球环境发生变化，许多科学家已经介入了这个领域的研究，研究的重要途径之一就是通过了解以前地球的景象是个什么样子、又是如何变成现在这个样子的过程来更加准确地预测地球的未来。其实，探求地球遥远历史的路子并不像人们想象中的那么神秘，在人们看来很平常的东西就可能成为通向过去的时空隧道：
树木年轮:大多数人都知道树木年轮是判断树木年龄的依据，但在科学家眼中，它还是环境变化的记录计，因为树木的生长除了受到气温、降水、土壤和地形等自然环境的影响外，还会受到环境污染及大气成分变化、地震、火山爆发等的影响，当然人为因素造成的环境污染也不例外，都会被一一记录在案。比如规模较大的火山爆发，会使大量灰尘和气体进入高层大气遮蔽阳光，导致温度降到冰点以下，从而在树内留下一道叫作霜轮的特殊标记；而地震则会给树造成损害，使树在以后的一些年中产生较薄的年轮……因此通过对年轮宽度、年轮结构和年轮中元素浓度的分析，可以推测过去的环境变化。
虽然自美国科学家道格拉斯始人们对树木年轮的研究仅有约百年的历史，但却取得了相当出色的成果：如运用考古资料，世界上最长的树木年轮年表已经突破了万年界线，不仅为人类了解过去全球环境变化提供了极好的手段，而且为碳14定年方法提供了校正曲线；又如我国科学家在青海采集了240多棵祁连圆柏树芯及10棵古树圆盘样品，通过对它们的年轮宽度进行测量，再与活树样品的年轮宽度序列进行交叉对比，发现时间最早的年轮可追溯到公元前326年，并建立了从公元前326年至公元2000年的树木年轮序列表等等（图1）。
（1）树木的年轮。对于科学家而言，它蕴含的信息可谓包罗万象
湖泊沉积:在湖泊长期演化的过程中，水体之下的“淤泥”会越沉越多。于是，这些湖泊沉积物也就成了记录过去地球环境信息的档案库。
通过钻探方式来获得的湖泊沉积物样品称为湖芯。湖芯里通常含有一定量经年累月随风飘落的、有着坚硬外壁极易保存的孢子和花粉。因此科学家借助于显微镜分析鉴定技术可以确定沉积物中各种化石孢粉的类型，从而进一步得知这一区域在某一时间段内的植被组成以及不同时间段内植被、环境的变化（图2），比如云杉、冷杉的孢粉组合就可以代表寒温带针叶林气候环境。
（2）图组:湖芯中提取的孢子和花粉的显微图片。人们从中可知：它们是什么年代的？属于谁？而谁又适于在什么环境中生长?于是，那个年代的环境便不难得知了
此外，如果取样时走运，有些湖芯会具有明暗相间的纹理，这些纹理更是记载了大量的环境变化，如气温、降水等信息，具有很高的时间分辨率。比如通过不同层次间沉积物颗粒大小的分析，便可推断出它形成年代的气候是干还是湿，因为气候干时湖水水位肯定就低，沉积物的颗粒大；气候湿润时期，湖水水位上涨，沉积物的颗粒小。不仅如此，沉积物里还会有微体动物化石，通过对这些生物进行分析研究也可以推算出它们活着时湖水的温度和盐度……
冰芯:在地球的南极、北极地区和一些海拔高的山上，都存有终年不化的冰川。在这些旷古寒冰的冰芯里，仍封存有一些远古时期积雪成冰过程中残留在里面的的空气泡，它能够告诉人们当时大气的成分（图3）。比如法国科学家从南极钻取的形成时代不同的冰芯中，得知了过去42万年以来地球大气中二氧化碳浓度的的变化情况，发现现在大气中的二氧化碳浓度是42万年以来最高的。
（3）冰芯中的这些气泡白点，可是绝对没有受过人类活动污染的纯净空气，但要呼吸这样的空气对如今的人们来说已经是一种不可及的奢求了
此外，地球历史上的火山喷发信息也可以从冰芯里获取。因为多数火山喷发都以强酸（主要是硫酸）的形式在冰芯中留下痕迹，因此通过对不同时期冰芯的连续电导率以及酸性的测定，就能获知历史上的火山喷发情况。比如根据格陵兰冰芯记录推断的近2000年以来的69次火山喷发情况，其中有85%是与文献记录的火山喷发相吻合的。
不仅如此，所有在大气中循环的物质都会随大气环流抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面，最终形成冰芯记录。它不仅提供了不同时期大气气溶胶、沙漠演化、植被演替、生物活动、大气环流强度、火山活动信息等等，同时也记录了人类活动对环境影响的各种信息，比如格陵兰冰芯记录表明，古希腊和古罗马时期冰芯中铜元素的含量明显偏高，这肯定与罗马帝国因为制造军备器械和钱币等对于铜合金的大量冶炼有关。
黄土:中国的黄土高原总面积达58万平方公里，是世界上最典型的黄土地貌区，科学家也在这里深厚的黄土地层中发现了地球过去的秘密。
（4）黄土高原的土层剖面。它无言地告诉了人们万千年来气候、环境的变迁
在厚厚黄土层的剖面上，可以看到颜色不同的条带，这些颜色不同地层的形成同样与当时的气候环境密切相关（图4）。比如气候干冷的时期，沙漠扩张，风尘堆积加速，地表普遍形成黄土层;而气候温暖湿润的年代，风尘堆积相对缓慢，地表发生强烈的生物风化成壤作用，会在当时的地表形成棕壤、褐土等肥沃土壤。若干年后，这层沃土被深埋于地下，在剖面上形成一条色泽较深的线。此外，古气候的温暖湿润程度决定了磁性矿物生成量的多少和大小:温暖湿润的时期，磁性矿物生成量多、颗粒小;而在风较强的时期，黄土中的粗颗粒含量增多，这只要在不同土层中一扒拉便一目了然。还有，黄土中的生物化石比如啮齿类化石、孢子花粉、陆生蜗牛化石等的分布，也和当时的气候环境相关。我国科学家通过分析土层里的这些秘密，先是建立了250万年来的古气候记录，之后又向前推到600万～800万年，近几年又追溯到更遥远的2200万年前。
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