地球科學

鐘乳石年齡藏在紋層中

如同樹木的年輪,歲月也會在鐘乳石留下時間的記錄,令人驚訝的是,它們不一定是一年一輪。看來,教科書又得改寫了!

撰文/沈川洲

地球科學

鐘乳石年齡藏在紋層中

如同樹木的年輪,歲月也會在鐘乳石留下時間的記錄,令人驚訝的是,它們不一定是一年一輪。看來,教科書又得改寫了!

撰文/沈川洲

重點提要
■許多自然界的物質在形成過程中,會因環境的變化而留下年輪,例如樹木、珊瑚骨骼、湖泊和海洋的沉積物等。
■過去幾十年來,地球科學家根據具有紋層的洞穴鐘乳石,重建了全球各地近代與古環境的變遷史。
■最新的鈾釷定年分析指出,洞穴鐘乳石細微的紋層並非總是每年沉積一輪,因此過去應用鐘乳石微層年輪得到的氣候變遷結果,可能必須仔細驗證。

除非經歷過電影「班傑明的奇幻旅程」中的奇遇,或藉由現代醫學美容保住短暫的外貌青春,你我隨著歲月的流轉,終究會在額頭上、眼角邊,慢慢浮現出智慧之紋。在大自然中也有許多物質,像是珊瑚骨骼、石灰華、冰雪、湖泊以及海洋的沉積物,都與樹木的年輪一樣,在週而復始的四季時鐘下生長並留下歲月的痕跡,形成規則的迴圈紋層,這些紋層除了告訴我們它的生長速率外,還記錄了周遭環境過去的變化與氣候訊息。基於紋層研究基礎,過去幾十年來,地球科學家利用具有紋層的洞穴鐘乳石,重建了全球各地近代與古環境的變遷史。

以亞洲季風研究為例,自最後一次冰河期(約兩萬年前)以來,亞洲夏季季風由弱變強的過渡時期發生在1萬4500年前;由鐘乳石紋層的數量得知,這個氣候由冷變暖的轉換過程,為期180年。到了1萬2000年前,因北美洲的大量淡水瞬間湧入北大西洋,引發著名的新仙女木事件(Younger Dryas event),頓時北半球驟冷,亞洲夏季季風減弱,造成歷時1000年的氣候劇變;由中國北京苦栗樹洞石筍紋層的數量發現,就在這個事件末期,短短38年間,亞洲夏季季風恢復到原來的盛行狀態!在8200年前也有一次短暫亞洲夏季季風轉弱事件,從中國湖北和尚洞鐘乳石紋層得知,該異常氣候共歷時150年。

不疑處,可疑

以上的研究似乎指出,地球氣候系統可以在不同的狀態間快速轉換,但這些奠基於鐘乳石微層年輪基礎上的氣候變遷研究,都是正確的嗎?這要回歸最基本的問題,鐘乳石微層真的是一年一輪嗎?

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2014年第150期8月號】



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