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数千年前，古代的农民们开垦土地，种下了小麦、玉米、土豆和南瓜并开始养殖牲畜。然而不知不觉间，他们也许从根本上改变了地球的气候。近日，发表在《科学报告》（Scientific Reports）杂志的新研究为以上论点增加了新的证据：古老的耕作方式导致了温室气体二氧化碳和甲烷的大气排放增加，这一趋势自那之后就一直在持续，且与地球地质史上的任何时期都不同。研究还表明，如果没有人类的影响，工业革命开始时地球就可能走向了另一个冰河时代。
“如果不是早期农业，如今地球的气候应更加凉爽。”该研究的第一作者、美国威斯康星大学麦迪逊分校环境研究中心气候研究中心的资深科学家Stephen Vavrus说：“农业的古老根源产生的二氧化碳和甲烷足以影响环境。”
以上发现基于一个大气气候模型，该模型将我们目前所处的地质时期——全新世（又称冰后期，是最年轻的地质年代。编辑注）——和80万年前的类似时期进行了比较。结果显示，在被称为MIS19的更早时期，全球温度要比全新世相对应时期（大约为1850年）的全球温度低3华氏度（1.3摄氏度），且这一效应在北极地区更加明显——模型显示温度低9-10华氏度。
利用基于冰芯数据的气候重建，该模型还显示：尽管初始时的二氧化碳和甲烷浓度相似，MIS19时期两种温室气体的整体浓度在稳定下降，而全新世在5000年前发生了逆转，到1850年，两种温室气体浓度均达到了峰值。研究人员有意在工业革命开始时终止了模型，当时的温室气体排放变得越来越多。
在45亿年历史的大部分时期里，地球气候很大程度上由一种被称为米兰科维奇循环（地球绕太阳运行轨道的周期性变化——从更接近圆形到更接近椭圆形——以及地球在其轴线上摇摆和倾斜的方式）的自然现象决定。这些周期影响了阳光在地球上的分布位置，导致了寒冷的冰河时期以及更温暖的间冰期。最后一个冰河时期大约在12000年前结束，而地球从此进入了全新世，这是一个间冰期。全新世和MIS19具有相似的米兰科维奇循环特性。
此前研究过的所有其它间冰期，包括MIS19，初始时的二氧化碳和甲烷浓度均较高，几千年后温室气体浓度逐渐下降，导致地球气候变冷。最终温度低到某个点，新的冰河时期就开始了。
15年前，研究报告的共同作者、美国弗吉尼亚大学的古气候学家William Ruddiman正在研究在南极冰层中捕获的甲烷和二氧化碳，它们可追溯到数万年前。当时他观察到了一些不寻常的东西：“甲烷的浓度在大约一万年前开始下降，然后在5000年前开始逆转。二氧化碳也在大约一万年前开始减少，并大约在7000年前发生了逆转。”“它提醒我，这种间冰期有一种奇怪的现象……我能想到的唯一解释是早期的农业，它将温室气体排放到了大气中，这就是一切的开始。”
Ruddiman将其命名为“早期人为假设”（Early Anthropogenic Hypothesis），有许多研究最近也表明这一假设是可信的。Ruddiman和其他人也一直在努力验证这一假说。多年来，他一直在与气候模型专家Vavrus合作，他们的最新研究使用了社区气候系统模型4（Community Climate System Model 4 ）来模拟如果人类农业不存在，那全新世中会发生什么情况。该模型提供了比该团队以前使用的气候模型更高的分辨率，并为冰川形成的物理过程提供了新的见解。
今天，北极正在变暖。在我们称赞古代农民避免了全球变冷之前，Vavrus 和Ruddiman警告说，这种对全球气候循环的根本性改变是未知的领域。“人们说（我们的工作）传达了错误的信息，但是科学把你带到了需要的地方，”Vavrus说。“现在的事情已经不正常了，过去的2000年已经超出了自然的界限，我们已经远远超出了自然的范围。”
事实是，我们不知道接下来会发生什么。长期以来，冰川一直是地球主要的淡水来源。他说：“在气候科学家的圈子里，我们已经达成了很好的共识，即我们在漫长的、可预见的未来停止了下一个冰川的形成，因为即使我们停止将二氧化碳排放到大气中，我们现在所拥有的也将继续存在。”“令人瞩目的事实是，我们可能已经阻止了地球气候的主要循环，我们被困在温暖的间冰期。”
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编译：Sky
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