如果氣候學家說的是真的，未來全球暖化、海平面上升的現象持續惡化，人類會不會就此活不下去，在地球上完全滅絕呢？對了！我們是不是可以從過去的氣候紀錄，來看看人類是怎樣面對氣候變遷的？沒錯，科學家們也是這樣想，所以現在有很多很多氣候變遷的紀錄，都已經漸漸和人類演化的歷史連結起來，數不清的精采故事，就要一個個搬上舞台啦！
人類出現時的地球，很冷！
地球的氣候自從5000萬年前後，印度撞上歐亞大陸開始，就慢慢進入一個寒冷的年代。最可能的原因就是這個碰撞導致西藏高原迅速長高，大量被風化侵蝕下來的沉積物顆粒溶解在大海中，並且和已經溶解在大海中的二氧化碳結合，沉澱到大海深處，於是大氣中的二氧化碳就持續溶解到海洋中，降低大氣中的溫室效應，使得地球進入了一個比較寒冷的時期，稱為「冰室氣候」。
當190萬年前，像人類這樣的生物──直立人演化出現在地球上時，地球的氣候就正是在冰河期跟間冰期之間擺盪的冰室氣候中。如果是在稍微溫暖一點的間冰期，氣候還可以和今天的地球差不多，原始人類能夠和其他生物一樣很容易存活下來。但是當地球進入冰河期的時候，由於原始人類不像很多動物具有可以保暖的毛髮，再加上人類生一胎小孩大概要將近一年，小孩生下來還要照顧好幾年才能自己求生，所以原始人類要在這樣的地球環境生存，是一件很不容易的事。
科學家根據現今人類染色體上的遺傳基因分析，發現人類的祖先是從非洲演化出來。再根據地層中原始人類的化石分布，我們發現最近這幾十萬年，由於冰河期頻繁出現，原始人類可能為了求生存，便經常利用冰河期時海水面降低，很多陸地跟陸地之間出現可以通過的低地時，離開非洲，前往世界各地。但是很不幸的，這些原始人類大多都還是抵擋不住氣候環境的劇烈變化，包括直立人、尼安德塔人和海德堡人，最後都是在氣候寒冷乾燥的冰河期時在地球上消失而滅絕。
幸好，人類演化歷史的轉捩點終於出現，在距今約19萬5000年前，今天所有人類的共同祖先－－智人演化誕生在地球上。並且在8萬5000年前開始的那一次冰河期，智人和過往其他的人類祖先一樣，跨過變低了的海水面離開非洲，想要到世界各地去闖一闖。或許是老天爺存心要給人類一個大考驗，也或許是我們的祖先實在是運氣太差。8萬5000年前開始的冰河期不僅寒冷，還在7萬多年前遇上印尼托巴火山大爆發，大量火山灰阻擋住陽光，導致地球歷經了最冷的寒冬。
結果，世界各地除了智人以外的其他原始人類幾乎都完全消失，甚至連智人都只剩下大約1萬人左右。這可以從今天世界各地所有不同人種的遺傳基因看出來，因為今天每個人的遺傳基因都非常非常相似，表示我們的祖先一定是來自於很小的一群人。很幸運的，我們的祖先最終還是熬過了這次最嚴苛的氣候變遷大考驗。於是從五萬年前開始，智人的壁畫、使用的工具、畜牧和農業的遺跡就開始一個個出現，人類的足印也開始踏上每一塊陸地。我們終於成功地活下來了！
新仙女木事件，冰冷的回馬槍
人類所經歷最後一次的冰河期，我們稱之為末次冰盛期，大約持續到1萬8000年前開始發生轉變。地球的氣溫慢慢上升、冰河所覆蓋的範圍漸漸減少、海水面也開始高了起來。氣候變暖，對人類來說當然是件好事，根據古人類學家的估計，在1萬4000年前，地球的溫度從最冷的冰河期演變到最溫暖的年代時，人類的數量也從大約200多萬人暴增到800多萬人。但偏偏就在這個時候，地球的氣候卻突然來了個冰冷的回馬槍－－新仙女木事件，地球變得又寒冷又乾燥，這下糟了！
我們先介紹一下所謂的「新仙女木事件」，仙女木是一種植物，生活在非常乾冷的環境，曾經有一位科學家在歐洲的地層裡發現三個地層，在裡面發現了仙女木的花粉化石，這就表示這是三個氣候非常乾冷的時期，於是他就把三個時期取名為老仙女木、中仙女木和新仙女木事件。後來根據放射性同位素定年的結果，發現老仙女木事件就是發生在末次冰盛期，中仙女木事件因為只有發生在歐洲某些地區，所以後來就比較少被討論，而新仙女木事件則是發生在末次冰盛期結束之後突然發生的寒冷氣候，而且在北美、南美跟歐洲都有發現，可見得新仙女木事件是一個全球同時變得寒冷又乾燥的大事件。
好啦，現在我們把鏡頭拉回到人口已經爆增的人類。怎麼辦，氣候變得又寒冷又乾燥，植物變少，動物也跟著變少，採集植物和獵捕動物都變得更加困難，偏偏人的數量卻增加了好幾倍，要怎麼養活這麼多的人呢？對了！就是畜牧和農耕。把動物抓起來養在附近，讓他們自然交配繁殖，人類就可以有吃不完的肉；把可以吃的植物拿來種，長大了就可以吃，然後保留一部分種子下次再種，這樣就不必到處去採集。所以人類畜牧和農耕的技術，可能就是在人口爆炸卻又遇到很嚴酷的寒冷氣候時，逼不得已才想出來的辦法。
這些證據主要是來自於美索不達米亞平原上的考古遺跡，考古學家發現在美索不達米亞平原的北部，找到一個距今約一萬多年前，有很多山羊和綿羊骨骸聚集的人類遺跡，可能就是人類最早開始畜牧的證據。同時在美索不達米亞平原的地層中，小麥和大麥種子所佔的比例突然大幅增加，雖然這還不能證明人類已經開始進行農耕的活動，但至少表現出了在惡劣環境之下，人類努力求生的智慧。
在新仙女木事件結束之後，地球歷經數千年相當溫暖的氣候，許多古文明也都在這個時候紛紛興起，像是7000多年前在兩河流域興起的美索不達米亞文明、6000多年前興起的印度王朝、以及5000多年前興起的埃及王朝、南美洲秘魯古文明與中國古文明等等。但是，當這個漫長的溫暖季節在距今大約4000年前左右結束之後，寒冷與乾燥的氣候重新籠罩地球，人類的歷史也就漸漸走進彼此競爭的一面。
地球偵探的新幫手
故事講到這裡，地球偵探必須拿出一些新工具和新方法，不然實在應付不了愈來愈複雜的案情。為了把最近這幾千年來的案情做更多細節上的分析，我們需要一些可以記錄到短暫氣候變化的證據，像是2014年6-7月號〈地球在變冷？還是在變熱？〉中，我們提到冰層可以記錄每年的氣候變化，就仍然是很好用的辦案工具。還有陸地上湖泊沉積物和沉積物中的各種化石，特別是各種植物的花粉化石，也都還是很重要的證據。
不過這些證據是不夠的，地球偵探還得找到以下這些證據，才能更準確的辦案，讓真相水落石出。
證據一：樹木的年輪和珊瑚骨骼的生長紋。如果我們用一根鑽子，從樹木的中間穿過去，抽出一根木棒，我們就可以從木棒上顏色深淺不一的紋路，來判斷過去的氣候紀錄。例如紋路的顏色如果比較淡，表示這是夏天樹木生長比較快速的時期；而比較深色的紋路，則代表冬天比季寒冷的季節。如果顏色比較淡的區域特別長，可能就表示這一年的夏天特別溫暖多雨，樹木長得特別快。再搭配放射性同位素碳14的定年，就可以推論這樣的氣候變化發生在哪個時間。
至於生活在海中的珊瑚，它的骨骼生長速度也同樣會受到水溫變化的影響。當水溫高的時候，珊瑚生長得快，生長紋就寬；當海水比較冷的時候，珊瑚的生長紋就會窄。而且珊瑚骨骼的成分中同樣含有可以進行放射性同位素碳14的定年材料，所以也是重要的氣候紀錄。
證據二：地底下的溫度。由於地表上的溫度變化會以熱傳導的方式傳遞到地底下，越久遠以前或是越大的溫度變化就會影響到越深的地底下溫度。所以如果我們可以從地表向下鑽一個洞，測量地底下溫度隨深度的變化，就可以反推地表是在多久以前、有多大的溫度變化傳遞到了地底下。
證據三：和人類相關的考古學紀錄。科學家利用人類所遺留下來的工具、生活痕跡、山洞裡的壁畫、甚至是歷史的文字記載，也都可以大致推論出地球當時的氣候環境。像是在地球氣候寒冷的時期，人類會躲在山洞裡生活，此時就會在許多洞窟留下壁畫。當氣候變得暖和，人們走到森林裡面生活，就不會再有這些洞窟裡的壁畫出現。
這些證據在很多地方都可以找到，因此要得到最近這幾千年來的氣候紀錄，似乎是簡單得多。沒錯，下圖就是過去1萬2000年來，各個不同地區、各種不同證據和研究方法所得到的氣候變化紀錄（右下角小圖為過去2000年來的紀錄）。
都是太冷的錯！
中國朝代的更迭，都是因為太冷！當地球進入寒冷的氣候時，通常伴隨而來的就是乾旱。一般來說，如果豐衣足食的話，絕對不會有人想要造反；但如果作物欠收，吃不飽穿不暖，那天下就要大亂了。從過去兩千年的氣候紀錄中我們可以看見，中國幾次重要的朝代更替，像是：唐朝、元朝和明朝，都是歷經數百年不衰的朝代，但這些朝代最後，都是在地球出現寒冷乾燥的氣候之後沒多久就滅亡，顯見對於以農立國的中國來說，氣候變遷的影響是多麼重大。
維京人被困在格陵蘭，也是因為太冷！維京人在12~13世紀，所謂中世紀暖期的期間，移民到當時一片綠意盎然、今天卻冰天雪地的格陵蘭地區。在地球氣候還很溫暖的時候，維京人不只可以在格陵蘭放牧牛羊，還可以和歐洲之間進行貿易往來。可是就在西元1300年左右、地球氣候變冷的期間，不僅格陵蘭變成了凍土，往來歐洲與格陵蘭之間的船隻也因為海面上浮冰增加而常常失事。最後，維京人終於沒有支撐到地球的氣候回暖，而永遠消失在格陵蘭的土地上。
拿破崙在俄國吃了個大敗仗，又是因為太冷！拿破崙曾經被稱為法國天才的皇帝，他率領的軍隊幾乎戰無不勝、攻無不克。可是當他在1812年攻打俄國的時候，卻恰好是地球開始變冷的時候。根據歷史記載，那一年的冬天來得特別早也特別冷，士兵甚至描述連正在飛的烏鴉都冷到從天上掉下來。最後，在攝氏零下32度的嚴寒中，天才拿破崙的40萬大軍有32萬人沒能捱過那一場突然變冷的氣候。
在越來越多關於氣候變遷的科學證據出土之後，許多過去大家所不甚明白的歷史事件，也都漸漸被賦予了新的解釋，看來地球偵探還可以同時兼任歷史偵探呢！不過在地球過去歷史中，只要變暖就象徵著欣欣向榮的氣候，只要變冷就象徵著災難和戰爭，這是不是代表全球暖化應該是件好事呢？其實不是。
因為過去地球的氣候變化，都是大自然的擺盪與周而復始的週期變動，但是今天的全球暖化卻主要來自人為的影響。地球上的生物能夠經歷數十億年的自然變化，一直存活到今天，但是我們無法確定地球在經歷人為的巨大影響之後，還能不能回到正常的軌道之上。所以，我們還是應該盡可能減少人類對地球的影響，否則哪一天地球的氣候如果因為人類的破壞而失控，我們就真的失去生存的地方了。
本文原刊載於遠流雜誌社所出版的科學少年第四期（2014.08）
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