極端氣候和災(zāi)難一直是科幻小說和科幻電影青睞的主題之一，暴風(fēng)雨、地震、火山噴發(fā)、海嘯……自然的偉力總是能一遍遍震撼讀者與觀眾，令人們感受到文明的渺小。在多種極端氣候中，冰川期又尤受歡迎，以致被導(dǎo)演和編劇們反復(fù)搬上銀幕。
冰雪為何讓科幻文藝創(chuàng)作者如此著迷?
真實(shí)的冰川期距離我們有多遠(yuǎn)?
下面這篇來自青年科幻作家滕野的文章將帶你走進(jìn)科幻作品中的冰河世紀(jì)。
《冰川時代》系列動畫電影是許多孩子對史前地球認(rèn)知的啟蒙。這個動畫系列展示了一個被冰雪覆蓋的世界，但為了觀賞性，它對古生物的時代考證并不很嚴(yán)格，猛犸、劍齒虎和尼安德特人距今只有幾千至幾萬年，卻與距今數(shù)千萬年的恐龍一同出現(xiàn)在了影片里�？赐觌娪昂螅^眾們或許會感受到一絲寒意，然后挪到窗邊享受下午暖洋洋的日光。畢竟，冰川期似乎是一兩萬年以前的事情了。
但實(shí)際上呢?冰川期離我們有多遠(yuǎn)?很近，近得超乎大多數(shù)人想象。
我們現(xiàn)在就生活在冰川期里。
可能許多人會有點(diǎn)意外：科學(xué)家不是說全球正在變暖嗎?
這兩點(diǎn)并不矛盾。地質(zhì)學(xué)中有一個分支專門研究古氣候，從古氣候?qū)W的角度看，地球環(huán)境以幾百萬年、幾千萬年甚至更長的時間為周期，交替地變暖變冷。冰川期的判定標(biāo)準(zhǔn)很簡單：只要地球上有冰蓋，就是冰川期。如今地球南北兩極都有永久性的冰蓋區(qū)域，當(dāng)然符合這一條件。
另一個可能叫人意外的事實(shí)是，在地質(zhì)歷史中，冰川期反而比較稀有，地球上沒有冰蓋才是常態(tài)。比現(xiàn)今溫暖得多、以致極地完全沒有冰雪的時代俯拾皆是，例如潮濕的石炭紀(jì)，那時大地上布滿了蕨類植物構(gòu)成的森林，巨型昆蟲在森林中橫行。
冰川期通常持續(xù)幾百萬年，但在這幾百萬年中地球氣溫仍會有些周期性的波動，形成多個相對較暖的時期(稱為間冰期)和相對較冷的時期(稱為冰期)。雖然只有一字之差，但冰川期和冰期所涉及的時間長度截然不同，后者是前者的一部分，長度大約只有幾萬年到幾十萬年。
按地質(zhì)年代表劃分，我們?nèi)缃裆畹臅r代屬于第四紀(jì)全新世;從氣候?qū)W角度講，我們的時代是第四紀(jì)冰川期，或稱末次冰川期。
《后天》是一部與冰川期有關(guān)的著名科幻災(zāi)難片，在這部影片中，全球變暖導(dǎo)致兩極冰雪融化，融化的冰雪又干擾了大洋環(huán)流，進(jìn)而導(dǎo)致全球迅速封凍。那么，冰川期到底是怎樣形成的呢?
電影《后天》劇照
從天文角度講，影響地球氣候的因素主要有以下幾方面：太陽輻射，地表反射率，地球輻射率。太陽輻射是輸入地球的能量，其源頭當(dāng)然就是太陽;地表反射率是被地球反射回宇宙中去的那部分太陽輻射，地球輻射率則是地球自身向寒冷宇宙空間中散出的熱量。天文學(xué)家證明，太陽活動長期是比較穩(wěn)定的，因此后兩條決定了地球氣候，反射率和輻射率越高，地球就越冷，等冷到極地出現(xiàn)冰蓋，就進(jìn)入了冰川期。
但上述三個因素中，最關(guān)鍵的還是太陽輻射。只要太陽輻射稍有波動，地球上的氣候馬上就會給出激烈反饋。1645～1715 這七十年間的冬天格外寒冷，以至于有人主張將這七十年定為一個小冰河期，天文觀測記錄表明，這段時間里太陽活動同樣減弱了，天文學(xué)家稱之為“蒙德極小期”。在劉慈欣的科幻小說《流浪地球》中，人們?yōu)榱硕惚芴柡らW而駕駛地球逃離太陽系，在地球的變軌階段，地球軌道成了狹長的橢圓形;當(dāng)?shù)厍蛲h(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)行時，全球海洋就開始結(jié)冰，到最后甚至連大氣中的氮和氧都凝固成淡藍(lán)色的雪花降落到地面。
小說《流浪地球》與電影改編
反射率對地球溫度的影響可以參考另一部與冰川期有關(guān)的科幻電影：《雪國列車》。在這部影片中，為了對抗氣候變暖的趨勢，科學(xué)家們發(fā)明了一種叫CW-7的物質(zhì)給地球降溫。影片并沒說明CW-7的具體成分和作用原理，但影片開頭給出了一段飛機(jī)播撒人工降雨劑似的畫面。因此我們可以猜想，CW-7應(yīng)當(dāng)是某種氣溶膠之類的東西，它撒入大氣后能夠提高大氣的反射率，將陽光擋回太空。
顯然CW-7有效過頭了，它不但給地球降了溫，還把地球直接拖進(jìn)了冰河世紀(jì)，導(dǎo)致大批生物滅絕，幸存的人類只能坐在一輛列車?yán)锲堁託埓�，靠列車的引擎合成食物、獲取生活所需的能量。
除了陽光、輻射率和反射率三個因素之外，地球本身又是個很復(fù)雜的系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)內(nèi)還有很多影響氣候的次要因素，例如《后天》中提到的大洋環(huán)流。洋流是地球的空調(diào)，它和季風(fēng)一起把陽光熱量從低緯度地區(qū)搬運(yùn)到高緯度地區(qū)，恒定的洋流和季風(fēng)能近乎永久地改變一個地區(qū)的氣候。
《后天》中冰川來襲的猛烈令人印象深刻。短短幾小時內(nèi)，冰雪就從兩極向赤道地區(qū)延伸，覆蓋了大半個地球。地球上真出現(xiàn)過這樣的冰川期嗎?
答案是肯定的。而且可能不止一次。在距今約7.2億年以前的新元古代，地球進(jìn)入了極度漫長的寒冬——長達(dá)一億一千多萬年，以至于地質(zhì)學(xué)家專門為這一時期起了個名字，這就是新元古代的最后一個紀(jì)：成冰紀(jì)。
1987年，加州理工教授約瑟夫·柯世韋因克通過地質(zhì)研究證實(shí)，這一時期地球上的冰蓋可能一直延伸到赤道地區(qū)。他和哈佛大學(xué)教授保羅·霍夫曼是“雪球地球”理論的先驅(qū)，這一理論認(rèn)為，地質(zhì)歷史上出現(xiàn)過全球海洋均被凍結(jié)的極端嚴(yán)寒期，除了發(fā)生在新元古代成冰紀(jì)的那一次之外，距今約23~25億年的古元古代期間也可能形成過雪球地球。
新元古代的雪球地球是令人絕望的。當(dāng)時全球陸地拼合成羅迪尼亞超大陸，大陸板塊基本都集中在中低緯度。陸地比海洋的反射率要更高，而中低緯度地區(qū)又是陽光能量的主要輸入地區(qū)，羅迪尼亞超大陸反射了許多陽光，導(dǎo)致大氣層的保溫、氣候調(diào)節(jié)能力下降;降溫后低緯度的陸地上形成反光能力強(qiáng)大的冰川，高緯度的海洋形成冰蓋，冰蓋的出現(xiàn)使海平面降低，露出更多陸地，再形成更多冰川和冰蓋……可怕的正反饋循環(huán)就此啟動了，把整個地球拉向萬劫不復(fù)的冰雪深淵。
在雪球地球面前，地球上出現(xiàn)的歷次冰川期都是小巫見大巫。這樣的嚴(yán)寒中不可能發(fā)展出高級生命形態(tài)，生命只能以原始的形式聚集在海洋底部，在冰蓋下的液態(tài)水層中茍延殘喘。保羅·霍夫曼的研究也指出，在史前大冰川期里，海洋生物的碳產(chǎn)出中斷了幾百萬年。實(shí)際上，也正是在新元古代雪球地球結(jié)束后，寒武紀(jì)大爆發(fā)才讓生命走上了繁榮的道路。
那么，看似無解的正反饋鏈條是如何被打斷的呢?這要感謝我們的行星有一顆熾熱的心臟。比較被大眾認(rèn)可的說法是，地球內(nèi)部熱能驅(qū)動板塊活動和火山噴發(fā)，向大氣中排放了大量溫室氣體，導(dǎo)致地球漸漸回暖。當(dāng)然，這種回暖也是十分緩慢的過程，與地球變冷一樣，通常都要花去數(shù)十萬甚至上百萬年時間，《后天》中那種一日之間氣候大變的場景在自然界里不可能出現(xiàn)。如今氣候?qū)W家們擔(dān)憂的重點(diǎn)并非地球變暖本身，而是人類活動在變暖過程中所扮演的角色——我們大大加速了這一過程，把以往要幾十萬年才能完成的氣候變化壓縮到幾千年、甚至幾個世紀(jì)之內(nèi)，這種加速對地球環(huán)境帶來的影響才是重點(diǎn)。
科幻小說作家總是對未來有種強(qiáng)烈的憂慮感。在短篇小說《被遺忘的敵人》里，阿瑟·克拉克描述了被大雪封凍的倫敦，一位老教授困在此地二十年，某一天他被來自北方的巨響驚醒，于是出門查看原委。他認(rèn)為一定是人類回來了，只有人類文明才能制造出這樣的聲音。但是，當(dāng)他極目望去，發(fā)現(xiàn)的卻不是救援隊，而是古老的敵人。那些敵人閃著致命的寒光，從天際而來，昂首挺胸地前進(jìn)，再度征服陸地——冰川回來了。阿瑟·克拉克是鋪墊氣氛的大師，他沒有去寫冰川期降臨的過程，沒有寫倫敦被遺棄的原因，也沒有寫社會狀況，只描述了一個孤獨(dú)地困于閣樓里的老人，通過聲響和光亮給予他希望，讓他幻想復(fù)興的人類文明，最后一句“冰川回來了”，整篇小說戛然而止，那種絕望的寒意簡直透出紙背，滲入讀者的肺腑。
當(dāng)代科幻小說作家萬象峰年在《后冰川時代紀(jì)事》中設(shè)想了一個冰川期后殘存的社會。在這個社會中，電能是最稀缺的資源，社會嚴(yán)格控制分給每個人的能源配額。發(fā)電廠則被稱為“猴子發(fā)電廠”，因為用來發(fā)電的工具是猴子，猴子們在藥品刺激下不眠不休地蹬動自行車式發(fā)電機(jī)。當(dāng)然，到了后來，蹬車的就不僅是猴子了，還有其他各種動物，以及——人。
《流浪地球》劇照
如果未來再次遇見嚴(yán)寒，我們該怎么辦?若是真的碰見了《后天》式的冰雪末日，人類應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r間向地下發(fā)展——巖石是最可靠的隔熱層與保溫層，在地下建造城市，能最大限度保證供暖系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量不浪費(fèi)。地上的農(nóng)業(yè)肯定是無法繼續(xù)了，因此也要轉(zhuǎn)入地下，我們可以靠人工光照替代天然光照，為植物提供生長所需的能量。此外，火力發(fā)電廠或許會被陸續(xù)關(guān)停，畢竟寒冬時代里煤和油是取暖不可或缺的燃料，地下城市的能源可能會從地?zé)嶂刑崛�。飲水則是最不需要擔(dān)心的問題：直接用一根管子將冰雪融水從地表引入地下，再加以過濾處理即可。
但我相信，既然幾萬年前的冬天沒能消滅我們的祖先，那么未來寒冷對人類的威脅必將越來越小。
