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据新华网2002年4月2日报道，日本政府系统的产业技术综合研究所日前发表新闻公报，称该所对230万年的海洋沉积物进行测定后认为，地磁在以10万年为一个周期发生着变化。公报说，这些海洋沉积物是从新几内亚岛附近海底取出来的，长度达42米。该所科学家山崎俊嗣等使用高灵敏度的磁强计对其中的微粒进行了测定，结果发现，地磁强度和磁倾角在以10万年为一个周期发生着变化，这与地球公转的椭圆形轨道的变化周期及冰河期的变化周期相一致。据认为，这是沉积物中所含有的磁铁矿等的微粒受到了地球公转轨道变化及冰河期变化影响的结果[1]。这个结果进一步证明了米兰科维奇天文冰期理论。
1． 米兰科维奇天文冰期理论
地球上的冰体积具有近10万年的变化周期，并伴有近4万年和2万年的变化周期，它们是由于地球的轨道根数变化导致的气候变迁所致；不同的地球物理资料中均存在上述类似的变化周期，表明气候变迁所导致的变化是全球性效应，证实米兰柯维奇天文理论是基本正确的[2]。对古地磁场强度资料作小波分析，肯定古地磁场强度有10万年周期变化的存在，可能与地球轨道变化有关，与近10万年的气候变化周期同步，但存在1.8万年的相位滞后[3]。
根据米兰科维奇理论，由于地球轨道偏心率e的变化引起了太阳对地球日照率的变化，从而导致地球10-12万年周期的冰期变化，较大的e值对应冰期。然而，近年来有些科学家对此提出疑问[4-6]，近10万年周期项对地球接收太阳热辐射变化的影响小于近4.1万年项和近2万年项，但为何在几乎所有的地质资料中，近10万年变化周期却表现得尤为明显？其实，解释这个问题并不困难，只需从轨道偏心率与大气浓度的关系说起。
本研究认为，近10万年地球轨道偏心率e的变化影响大气的逃逸速度，例如彗星较大的轨道偏心率导致彗星在接近太阳时快速的气体逃逸和质量丢失。行星地球有类似的大气逃逸过程，轨道偏心率增大时大气逃逸较快，而大气的浓度对地球气候的影响是至关重要的。
行星表面的大气和海洋是固体星球的保温层，其流动性对调解星球白天与夜间、赤道与两极的温度变化起重要作用。特别是二氧化碳气体的温室效应，可阻挡地表热能向太空散失。例如，金星有浓密的以二氧化碳为主的大气，其表面温度为480摄氏度，是行星中最高的温度；水星的大气极其稀薄，其表面温度冷热不均，白天高达450摄氏度，夜间降低到-160摄氏度；火星大气也很稀薄，白天温度为30摄氏度，夜间为-130摄氏度。
为什么水星和火星的大气非常稀薄？因为在近日行星中，水星与火星的轨道偏心率最大，分别为0.206和0.093；而地球的偏心率较小，为0.017，金星的偏心率更小，为0.007。显然，近日行星的大气密度与其轨道偏心率成反比。经研究发现，彗星也有大气圈，即彗发和彗尾。当轨道偏心率极大的彗星向太阳靠近时，太阳风和太阳辐射将彗发物质吹走，形成背光的彗尾；当彗星向离开太阳的方向运动时，彗发和彗尾收缩。彗星每靠近太阳一次，就失掉相当大数量的质量，相当于彗星质量的0.1%到1%。显而易见，短周期彗星的生命时期是短暂的。类比与彗星的大气散失，就可以解释为什么近日行星中轨道偏心率大的行星大气散失的比较多，大气非常稀薄[7-12]。
行星的轨道偏心率不是固定不变的。例如，地球的轨道偏心率有10万年的变化周期，最大值为0.0607，最小值为0.0005。因此，在轨道偏心率最大时，地球大气散失较多，空气稀薄使保温性变差，因而使降温幅度变得更大，这就使近10万年变化周期表现得尤为明显。这意味着地球大气的密度随地球轨道偏心率变大而变小，由此产生的氧气和臭氧的减少或消失可引发大规模的生物灭绝。火星探测发现的过氧化氢表明太阳风的直接轰击可破坏臭氧。强磁场阻挡太阳风，对大气有保护作用。这可能是强磁场与冰期有同一变化周期的原因。
2．臭氧此文共有4页 上一页 1 2 3 4 下一页
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