台大解谜40万年前「最热暖期」成因 研究团队:海洋暖化累积导致

▲胡训铭(图左)与沈川洲(图右)组成跨国研究团队,解开地球百万年来最热暖期的谜团。(图/台大提供)

许敏溶/台北报导

距今约40万年前,地球出现百万年来最热暖期,但当时温室气体浓度比现在低,成为著名谜团。台大地质系组成跨国研究团队,利用地中海洞穴钟乳石,结合北大西洋海洋纪录,发现长时间的海洋暖化就可造成上述现象,不仅解开谜题,对预测地球未来气候有重要参考价值,研究成果荣登国际顶尖期刊《自然通讯》。

目前普遍认知中,温室气体排放是造成全球暖化主因。但根据地质纪录显示,距今约40万年前,全球冰量比现今还少,海平面则高出10公尺,这个暖期持续约3万年,是地球百万年来历史上最热暖期,但当时太阳辐射相当弱,大气中的温室气体浓度也比现代低,成为地球历史上的著名谜团,学术界称为「MIS 11c 悖论」。

为解开这个谜团,台大地质系国家讲座教授沈川洲与博士后研究员胡训铭组成的国际团队,利用地中海洞穴钟乳石,结合北大西洋海洋纪录,解开形成40万年前异常暖期的关键原因,这项跨国研究成果刊登在顶尖期刊「自然通讯」《Nature Communications》。

▲胡训铭在无尘仪器室进行实验。(图/台大提供)

胡训铭指出,研究结果显示,MIS 11c 极致暖期是多种因素综合而导致。首先约在42万年前,北半球夏季太阳辐射上升,中低纬度的大西洋受太阳力量影响达到极致高温;巧合的是,在海洋暖化发生后,地球倾角又逐渐增加,引发更加炎热夏季,使得温暖海洋得以持续数万年。而正因这些中低纬度暖水在这数万年间不断透过海洋环流,把大量热能传送到高纬度,造成持续性的冰棚融解,最终导致百万年来地球历史上最热的MIS 11c暖期。

胡训铭进一步指出,MIS 11c 是一个用以理解全球暖化的重要范例。这个时期和现代一样,并没有特别强烈太阳日照,但这个案例告诉我们,要促成北半球冰棚的全面崩解与剧烈海平面上升,并不一定需要特别高的温室气体浓度,只需要长时间的海洋暖化就可以达成。

胡训铭认为,研究成果揭示了海洋力量,在驱动全球暖化与造成冰棚崩解的机制中所扮演的重要角色,对于预测地球的未来气候有重要的参考价值。

沈川洲补充说明,地质系领导的国际团队长期耕耘,在地中海区研究工作已经超过10年,并发现北义大利女巫洞的洞穴碳酸盐纪录与大西洋、地中海的气候变化紧密相关。而北大西洋区的古气候纪录,可以经过比对具有精准年代纪录的女巫洞石灰岩材料,获得重要的绝对年龄控制。

▲地质系硕班研究生宋文惠在北义大利女巫洞操作钻机,钻取石灰岩岩芯标本。(图/台大提供)