美国新泽西州的钻探资料揭示了早在2亿年前的气候循环记录，这种气候循环的变化周期长达500万年。

地球气候每年在变，每千年也在变，每千万年还在变。冰层增生和消退，沙漠绿化和草原荒芜。这些变迁有的是稳定和不可逆转的、是山地隆起或大陆漂移的结果。但有些气候变化具有周期性，循环变化长达10万年。现在，研究人员正从不大可能为新泽西州拉特格斯大学校园和普林斯顿郊区的钻孔岩芯验定中，发现2亿年前的地球表现了更长的气候循环，持续时间长达数百万年。

该发现进一步说明气候变化内在动因的重要性。在过去15年来，古气候学家认识到最近很多气候振动与宇宙有关。它们是由地球旋转轴倾斜，定向和绕太阳转动的轨道形状产生循环变化所引起。这些宇宙循环按许多不同时间尺度发生，影响着全球阳光分布和如何随季节变化。最终结果是气候以2万年、4万年和最为扣人心弦的10万年作循环变化，其中10万年这一循环变化跟过去数百万年中的反复性冰期同步。但尽管还有比10万年周期更长的宇宙循环，最近的气候历史仍未有可靠迹象能作为证据。

2亿多年前堆积在新泽西州的沉积岩所保存的一个3，000万年气候记录，业已证实轨道变化可以引起一个周期为40万年的强烈气候振动。该记录还包含更长期的气候循环，持续时间一个是200万年，另一个是400~600万年。这些古气候循环在短期振动出现时，可以作为对比线索供研究人员试图了解过去几百万年的气候。

拉蒙特——多尔蒂地质观察站的古生物学家保罗 · 奥尔森（Paul Olsen）和古地磁学家丹尼斯 · 肯特（Dennis Kent），利用一些有益的地质学对气候记录进行探索。研究人员承蒙东山再起的大陆科学钻探计划的赞助，在古气候学家梦寐以求的纽瓦克盆地钻探，该盆地于2亿多年前由超大陆泛古陆地壳在大西洋形成的早期缓慢拉开而形成。造成的裂谷，如今天非洲大裂谷，囊括着一系列湖泊，其中有一个大小同现今新泽西州的坦桑湖一般大。

那时这一地带近处赤道，汇入盆地的季风雨把湖泊变成巨大蓄雨池。当雨大时，湖泊盈满。但当地球气候在轨道循环影响下变化时，季风周期性地改变，湖平面也下降。堆积在湖底的沉积物由水深时富含有机质的黑色或绿色软泥变为湖泊干涸时烙有恐龙足迹的干裂红泥。

湖泊这种枯、丰水周期性变化的特征产物，如同一副纸牌互为叠置，厚度达7，000米，但后来的构造应力使这一沉积层倾覆了。因此不需要7，000米的钻孔就能取得该沉积层完整的记录。奥尔森和肯特能够对付着使用一串相对浅，因而便宜的钻孔，在全方位布设后使每一钻孔穿越到沉积层的各个部分。

新泽西州中部6个1，000米钻孔在上月底完工。本周拉蒙特的奥尔森、肯特和布鲁斯 · 科尔内（Bruce Cornet）在巴尔的摩召开的美国地球物理联合会会议上报告他们的岩芯显示包含的各种气候周期出现在2亿年和2.3亿年前之间。已经熟知的2万年和10万年循环就出现在他们分析的最初400万年的记录中。然而更加引人瞩目的是一个40万年循环，它明显体现在那个10万年循环干燥期的两端。

奥尔森分析的岩芯对更长周期不是十分的定量化，但他说：“靠岩芯的肉眼验定还是清楚得出湖平面的周期变化约为160~200万年”。这同地球轨道变化周期的230万年接近。纽瓦克盆地的记录也表明每400~600万年都存在一次100万年周期的极干燥期。比利时卢万市卡托利克大学的安德烈 · 伯杰（Andre Berger）计算了轨道变化，他认为较短的轨道周期可相互作用促进这种最长期的气候循环。

列举的所有这些古记录中气候循环同其真实的气候循环相比，因明显缺失了现代气候历史上某些部分而不那么令人惊羡。这并非研究人员不追寻可能的更长周期。布朗大学的约翰 · 英布里（John Imbrie）在70年代协助解释记录在深海沉积物中的轨道变化和最近气候变化之间的联系，但发觉不到证据说明40万年变化在过去200万年间有任何影响。他说：即使它有影响，也是微乎其微，相反地，19万年周期变化对轨道变化的影响则如同“一人跳立跟前，对你大声吆喝”。

英布里认为最近持较短周期看法的占上风可能反映当今世界同奥尔森和肯特正研究的地区——特别是现在覆盖南极和格陵兰（北极）之间存在其它方面的迥然不同。气候学家已假定冰在某种程度上的作用使40万年周期减小了，10万年周期相应增大了——尽管目前与冰有关的机制都认为冰的作用使这两种周期等同增大。英布里把这称为“40万年问题”。

奥尔森对此问题有不同看法，他说：“我认为气候记录比气候系统更加问题百出，不要担心气候系统会增大某一周期，而不增大其它周期。古海洋学家自会考虑海洋沉积物是否确实记录了40万年这一循环。”

但如果最近气候历史中真正存在一个40万年问题，那么纽瓦克盆地的记录可以帮助研究人员解决它。如果他们能明白为什么最长的轨道循环会引起2亿年前无冰唯陆世界的气候振动，那么他们就能清楚这些循环为河在差别颇大的世界中缺失或不明显。

保存在纽瓦克盆地钻孔岩芯中的循环序列还可用作其它古事件的时间表。其中的地磁场反向被记录在由古湖泊沉积物包裹的细颗粒磁性矿物中。测定这些反向的历时便可填补现有古地磁时间表的重要空白。

肯特打算使用这种真实古地磁记录对一种巨大冲击力进行定年。这种力可能曾把岩屑散布到位于过去古纽瓦克盆地的湖泊中。他希望弄清该冲击力是否与发生在约2.05亿年前的星球质量散失同步。具有讽刺意味的是气候周期性和冲击力造成的散失历来都被作为不太体面的课题而避免涉及。现在这两个老死不相往来的课题终于能同舟共济，真太棒了！

[Science，第252卷第5010期］