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进入太空时代后，我们对天空的思考仍然与古希腊的思想纠缠在一起。就像古典希腊宇宙学家一样，我们倾向于把天堂想象成一个秩序与和谐的地方，行星和卫星在优雅、不变的轨道上运行。

正如约翰内斯·开普勒和艾萨克·牛顿后来证明的那样，这在近似上是正确的。但在细节上，行星的运动是混乱和不稳定的。就像希腊人曾经想象的那些争吵不休的神一样，行星们互相挑逗和拉扯，这些引力的挑衅导致它们在绕太阳旋转时倾斜、摆动和点头。虽然科学已经抛弃了希腊人对占星术的信仰——即天体支配人类命运的观点——但地球作为一个整体确实能感受到其他行星的引力。事实上，天空可能要为地球的一些不守规矩的行为负责，甚至是我们按照希腊人的说法所说的“灾难”——字面意思是坏星星。

对冰芯的分析表明，太阳和附近行星对地球的引力影响导致地球的方向和运动在数千年内发生周期性变化，影响长期的气候结果。它们被称为米兰科维奇周期，以塞尔维亚地球物理学家和天文学家米卢廷·米兰科维奇的名字命名，他在20世纪20年代提出了它们的数学复杂性。例如，它们似乎调节了更新世或冰河时期的冰期-间冰期振荡，冰河时期从大约250万年前持续到12000年前。

"这是地质学上的鲁布·戈德堡机器。"

米兰科维奇周期包括地球绕太阳的椭圆轨道的变化(称为偏心率);地球自转轴的倾斜度(倾角);以及哪个半球在其轨道的不同点上向太阳倾斜(岁差)。在19000年到400000年的时间里，每一种变化都影响着阳光照射到地球上的方式，反过来又影响着我们的大气、海洋和生态系统的过程。这些轨道周期就像“超级季节”，持续时间不是几个月，而是数万年。

最近，法国和澳大利亚的地球科学家发现了证据，证明在过去较深的地质时期，长期的轨道变化也影响了地球。这些变化被称为“天文大周期”，周期为100万年或更长。这使得它们太长了，即使在南极洲最古老的冰层中也无法探测到，它的历史可以追溯到大约80万年前。发表在《自然通讯》杂志上的这项新研究使用了来自不同自然档案的数据:深海沉积物，它们积累缓慢，在地质时间尺度上提供了气候和海洋条件的高保真记录。

由悉尼大学的Adriana Dutkiewicz领导的研究小组收集了来自世界各地近300个深海岩心的数据，这些岩心包含了过去7000万年地球历史的记录。虽然以前的研究人员已经在沉积物和沉积岩中寻找米兰科维奇节律的迹象(一种称为旋回地层学的方法)，但这项新研究是第一次在沉积物中寻找长期天文大旋回的证据。

以前的旋回地层学研究认为，沉积层中的间隙或不连续(间断)是数据缺陷——地质日志中缺失的页面。这样的间隙对应于没有新的沉积物积聚或现有沉积物以某种方式被移走的时间。早期的研究认为只有不间断的沉积记录才有用。但Dutkiewicz和她的合著者意识到，这些间歇本身可能是重要的信号，因为它们代表了深海洋流强大到足以侵蚀海底沉积物的时间。

通过分析这些“沉默”时期在沉积物记录中出现的频率，研究小组发现了一种以前未被认识到的世界海洋物理行为的周期性。他们在全球洋流中发现了这些反复变化的证据，这些变化持续了数百万年。更值得注意的是，这个周期似乎是由火星间接驱动的。

科学家们工作的核心是一种叫做傅里叶分析的统计方法。就像棱镜可以将白光分离成不同的颜色或波频率一样，傅里叶分析可以将复杂的时间序列数据(噪声)分离成不同的频率(音高)。在海洋沉积物数据的例子中，傅里叶分析显示，沉积记录中的间隙具有强烈的240万年周期性，这意味着每240万年，海洋环流的搅动变得更加剧烈，“擦洗”深海海底，部分地抹去了之前间隔的沉积记录。研究人员认为，这些事件与一个特殊的天文大周期相吻合，这个周期与地球和火星之间微弱的引力相互作用有关，因为两颗行星轨道的离心率——或者说它们的椭圆度有多高或少——随着时间的推移会彼此同步或不同步。

但为什么火星对地球引力的微小变化会影响我们的海洋呢?Dutkiewicz和她的同事们提出了一种地质学上相当于Rube Goldberg机器的联系。当地球和火星的轨道处于240万年周期的临界点时，地球上的全球温度往往比平均温度高出1.75摄氏度左右，冬季和夏季之间的季节差异最大。这可能会引发洋流在全球范围内输送热量的方式发生变化，进而增加深海环流的强度。这最终导致沉积记录中出现断裂。

"两极没有冰，海平面比现在高出325英尺。"

对于像我这样的地球科学家来说，这篇新论文中最具争议的结论是“古新世-始新世热最大值”(PETM)， 5500万年前发生的全球温度突然飙升，被认为是对现代气候变化的一个警告性的古代(如果慢一些)模拟，是由240万年的地球-火星天文大周期的中断引发的。研究人员指出，大周期本身是周期性不稳定的，这意味着它们在重新回到长期节奏之前会周期性地被“混乱”时期打断。作者观察到，在他们的间断数据中，240万年的信号在PETM时期被打破，并提出气候灾难——全球温度的突然上升——在某种程度上与他们所谓的“太阳系混乱”的一个这样的间隔有关。

让PETM时期引人注目和可怕的是，大气中的二氧化碳突然增加，海洋变得严重酸化，海洋和陆地的生态系统都不稳定。对这一时期含碳岩石(如石灰石)的地球化学分析表明，突然涌入的二氧化碳来自光合作用的固定碳——即植物或浮游植物吸收的碳，后来转化为石油、天然气、泥炭或煤(人类称之为化石燃料)。北大西洋地区的火山活动可能是由于许多地方的煤层被点燃而造成的。结果，全球气温上升了近10摄氏度，并在大约17万年的时间里保持在高位。

许多地质学家认为，“始新世新世”是对未来几千年地球上可能发生的情况的一个发人深省的一瞥。在始新世热时期，两极没有冰，海平面比现在高出325英尺，怀俄明州有棕榈树。

Dutkiewicz和她的团队的新研究中缺乏的是对地球和火星之间弱引力相互作用的破坏如何引发像PETM这样极端事件的详细解释。事实上，他们承认，大约5600万年前，板块构造运动使挪威-格陵兰海的海底走廊变窄，可能对当时的海洋环流产生了更大的影响。压缩这条通道会限制流入和流出北冰洋盆地的海水量。

如果真有什么天文学上的联系，那只能是因为一个小小的轨道“助推”被地球自身以某种复杂的方式放大了，这是通过海洋、大气、岩石和生命形式之间的相互作用产生的更局部的连锁效应。但是这项研究并没有解释来自火星的微小拉力是如何释放出大量的二氧化碳的，这些二氧化碳将地球变成了一个类似地狱的温室长达10万年之久。

不可否认，在深海沉积物的泥泞记录中探测到连贯的天文信号是有吸引力的。但是，将地球视为一个无助的牵线木偶，在其他物体的引力作用下在太空中摇摆不定，这也是危险的。如果我们相信地球的气候主要是由天文力量控制的，我们可能会认为我们不必担心我们自己的行为对行星尺度的影响。气候系统是极其复杂的，认为它的变化可以与一个单一的原因联系在一起是傲慢的，这是许多希腊神话英雄的致命缺陷。