根据一项令人惊讶的澳大利亚洞穴研究，冰河时期并不像我们想象的那样干燥

小乖欢颜僮

从纳拉库特洞穴沉积物中提取的化石花粉粒的选择。顶部从左到右:凤尾蕨属、Nertera和Amperea。底部从左到右:单瓣花（2x）、边瓣花和山扁豆。学分:自然（2024年）。DOI: 10.1038/s41586-023-06989-3

（）据《对话》（里内克·韦杰、乔恩·伍德海德、约瑟芬·布朗、凯尔·斯奈德曼和利兹·里德）：在冰河时期，干燥、冰冻的地形延伸到北欧、亚洲和北美的大部分地区。许多植物和动物从这些荒凉、恶劣的地方撤退，到更适宜居住的地方寻求庇护。

但是世界其他地方发生了什么呢？长期以来，科学家们认为冰河时期全球普遍干燥，而两次冰河时期之间的温暖时期更加湿润。

这种解释塑造了我们对地球过去时期植物、动物甚至人类居住地的理解。然而，它可能不正确。

我们发表在《自然》杂志上的新研究表明，冰河时期实际上比以前想象的要潮湿得多——至少在南半球的亚热带地区（从南纬20°到南纬40°）。

冰河时期和半球

在过去100万年左右的时间里，地球气候在寒冷的冰河时期（或“冰川”时期）和温暖的“间冰期”之间波动。目前，我们正经历一个被称为全新世的间冰期。它开始于大约11，700年前，紧接着持续了大约110，000年的最后一次冰期。

在冰川时期，气温较低，大气中的二氧化碳较少，冰盖覆盖了地球上更多的地方。在间冰期，气温更高，空气中的二氧化碳更多，只有格陵兰岛和南极洲仍有大片冰盖。

来自北半球的证据表明，在冰川时期，巨大的冰盖遍布欧洲北部、亚洲北部和北美，冰层以南的大片地区被苔原覆盖。冰川环境极端恶劣的观点随后扩展到这些地区以外，因为有证据表明冰川时期大多没有树木，到处都是尘土飞扬的大气，包括澳大利亚。

然而，我们的新研究表明，在南半球的大部分地区，冰川时期的部分地区实际上比今天更潮湿。

开发35万年的气候记录

了解过去有多潮湿的一种方法是观察在地下洞穴中发现的被称为洞穴沉积物的矿藏。这些沉积物包括石笋和钟乳石，随着时间的推移，雨水通过土壤和石灰石渗透到洞穴中而堆积起来。

我们可以利用洞穴沉积物随时间的增长程度来了解水资源的变化。更多洞穴沉积物的生长大体上反映了更湿润的环境，而更少的生长表明环境更干燥。

我们对南半球过去气候和环境变化的了解，一直受到缺乏长期记录的限制。

为了解决这个问题，我们从澳大利亚南部两个洞穴区的洞穴沉积物中收集了样本，这两个洞穴区分别是东南部的Naracoorte洞穴和西南部的leeuw in-bornate洞穴。

利用基于天然铀衰变的年代测定技术，我们确定了洞穴中300多个洞穴沉积物碎片的年龄。结果，我们产生了一个跨越过去35万年的降水记录。

更加潮湿和寒冷，更加温暖和干燥

我们的研究揭示了令人惊讶但极其一致的趋势。在过去的35万年里，较潮湿的时期总是发生在较冷的冰川时期，而间冰期一直是干燥的。

我们还研究了同一洞穴沉积物中的花粉化石。在冰川时期大气二氧化碳含量低的情况下，成为一棵树更难，但需要水分的草本植物和灌木在冰川时期生长旺盛，但在间冰期受到抑制，这证实了年代证据。

接下来，我们使用我们在澳大利亚南部的新记录作为南半球亚热带地区的基准，并将它们与其他已发表的来自南部非洲和南美洲的记录进行比较。我们发现湿冰川和干间冰期并不局限于澳大利亚南部，但事实上，形成了一个半球范围的模式。

气候模型模拟也显示了上一个冰川周期的类似模式。

水资源丰富的稳定环境

这种对冰川时期南半球状况的新理解将改变我们对过去植物、动物甚至人类运动和扩张的解释。

以前人们认为，在冰河时期，降雨量的减少迫使许多需要较高湿度的动植物进入被称为“避难所”的小型宜居地带。

然而，我们的研究表明，至少在亚热带的南半球，冰川时期通常是环境相对稳定、水分充足的时期，即使低水平的二氧化碳意味着植物生长缓慢且产量相对较低。

我们的研究呼吁我们如何看待地球上过去的冰河时代环境的重大范式转变。