地球軌道的變化，可能是地球史上最熱時期的關鍵

我們的星球正在變暖，這是不爭的事實，但這並不是我們星球史上最熱的時候──數百萬或數十億年前的不同時期，地球比現在暖得多。最引人注目的「熱潮」發生在 5,600 萬年前的古新世─始新世氣候最暖期（Paleocene-Eocene Thermal Maximum，PETM），這是個相對短暫的異常變暖時期，在此期間，原本就遠高於平均氣溫（約攝氏 +5 度）的情形下，短短幾千年裡再度往上飆升約攝氏 5 度，到處都是熱帶氣候，兩極完全沒有冰帽。

這種現象對生命的影響非常戲劇性，海洋生物因無法在溫暖的海中生活而大批死亡；與此同時，哺乳動物從中受益，隨後千年裡迅速擴張和演化，為包括人類等未來物種奠定了基礎。

雖然大氣的碳確實加劇氣溫上升，但 PETM 的高溫並不是由大氣的碳引發。相反地，夏威夷大學和烏特勒支大學（Utrecht University）一組科學家發現，這是天文和陸地的綜合條件作用下，將地球的氣候推向崩潰邊緣。他們在《科學》期刊發表論文，加深我們對地球軌道變化如何影響氣候的理解，還為當前全球暖化提供罕見的歷史先例。

▲ 透過測量氧同位素的半衰期，得知 6,500 萬年來的溫度變化，左上方明顯的突起處即為 PETM。

地球軌道並不如想像是完美、穩定的圓，我們繞太陽的路徑實際上看起來像稍微壓扁的橢圓。這稱為偏心現象，隨著時間推移會發生可預測的變化，或多或少會擠壓成有規律的週期。不過，夏威夷大學海洋學家理查‧澤貝（Richard Zeebe）說，這種偏心程度對氣候有明顯的影響。研究團隊利用南大西洋的沉積物核心來追蹤地球在 PETM 時期的偏心率，透過觀察沉積物的種類，他們發現了有規律的模式，這種模式與軌道偏心週期的模式一致，因此它們是地球軌道變化一個很好的證據。

透過這方法，能精確定出 PETM 的突然高溫，當時地球的軌道正處於偏心率極大的位置。Zeebe 說，偏心率大的軌道意味著更高的太陽輻射，導致氣候變暖很有道理，那時地球的氣候已經很熱了，這也意味著可能替 PETM 做出正回饋效應，偏心率改變僅改動太陽輻射量的提升，但不僅如此，當時全球陸地正處於撕裂時期，大量熔化的岩石、熱從陸塊下湧出，並加熱富含碳的沉積物，使海洋酸化，大量海洋生物死亡，兩極冰帽的永凍土死亡生物也開始腐爛，兩者釋放出大量甲烷，這種氣體的溫室效應程度比二氧化碳高出 21 倍。

這種令人窒息的環境持續了約 17 萬年，比之前一些估計要長。PETM 的新解釋本身就很有趣，它提醒我們，地球軌道動力學可對我們的生活產生真正的影響。但是，PETM 為理解當今氣候變化的寶貴資源也是無價的，這是地球史上為數不多的幾個氣候變得非常溫暖、非常迅速的時期之一，不久的將來我們可以期待一些線索被發現。