2006/11/30,
日前，我在法蘭西實驗室，看到了「別鬧了，全球暖化還分左右嗎？（1、2）」這系列文章。
法蘭西實驗室是我非常喜歡的部落格，但是「別鬧了」的第二篇文章，卻讓我有些懷疑。
不過呢，我不是學這個的，「恐懼之邦」跟法蘭西實驗室裡的reference，雖然我都有一個一個找出來看，可是實在是有看沒有懂。所以我也就把疑問放在心裡，沒有多問。
恰好，上週聯合報的紐約時報精選，裡頭剛好就有一篇關於溫室效應的報導：In Ancient Fossils, Seeds of a New Debate on Warming。這篇文章相當好，其作者更是鼎鼎大名的William J. Broad。於是我將文章翻譯在這裡，並拜託有專業背景的Origin2幫我修改。希望這個這篇小小譯文，可以讓這個議題繼續深化下去。
該文作者William J. Broad，專長是科技政治，他曾以美國政府的星戰計畫為主題的調查報導，曾經得過普立茲獎。台灣有出版他的翻譯書：「細菌戰－美國生化武器之祕 」。對作者有興趣的，請參考他紐約時報的文章匯集，以及Wikipedia上的介紹。
感謝Origin2的鼎力協助。沒有他的專業校譯，我翻錯的地方一定會更多。
請注意：本文歡迎引用。但本翻譯並未取得 New York Times 授權，為避免法律問題，本文嚴禁全文轉錄。
〈古代化石帶來的全球暖化辯論〉
In Ancient Fossils, Seeds of a New Debate on Warming (Nov 7,2006)
Auther: William J. Broad；Translators: iamwilly, origin2
（原文原始連結、網站轉載）
近年來，科學家們已經可以做到以前不可能做到的任務了：重建大氣層的古老歷史。現在他們已經可以追尋超過5億年以上的歷史了。
科學家們透過研究土壤、植物，以及海洋生物的化石，來找尋出古老大氣的成分改變。他們還可以透過電腦模擬，來進一步預測岩層的侵蝕或是火山爆發對不斷變動的大氣層產生甚麼影響。位於華盛頓的Climate Institute的首席科學家Michael C. MacCracken說：「這確實很受重視。」
跨國氣候變遷論壇，一個聯合國內部的分析全球暖化的團隊，計畫在明年初的最新報告中提出歷史上第一次關於古代大氣重建的一個章節。
這個研究引出了一個不太為人所知、但若得以解決將產生重大意義的爭論。亦即，研究的結果是支持還是反對既有的全球暖化理論。在這個議題上，其中一方認為全球暖化的災難正在浮現，另一方面則認為氣溫上升至多是一個小問題，不至於成為大災難。
奇特的是，兩邊的支持聲音竟都來自相同的一群人：這群人就是研究古代地球的地質學家與古氣候學家。
大部分針對全球暖化的公開討論，都集中在近幾百年、最多是近幾千年的資料上。而部分科學家則認為更古老的資料並不足以採信，不適合拿來做討論資料。
雖然這群分析幾百萬年前的資料的科學家們，彼此並不一定同意對方的見解，但是他們都認為自己的發現適合被討論。他們也都認為自從在複雜生命誕生後的「顯生宙」（Phanerozoic）之中，這5.5億年間，二氧化碳含量曾經有過現今18倍的水準。
（按：關於「顯生宙」為何，請參考此表格，下圖則是二氧化碳的歷史變遷圖[圖片原始連結]）
而科學家們也都同意，如同火星與金星上一樣，二氧化碳（CO2）會來自火山爆發以及其他自然源頭；而大氣中的二氧化碳濃度也會因為成為石頭、以及生物的組成單元而漸漸降低。
此外，雙方都傾向認為，古地球的高濃度二氧化碳並沒有把地球煮熟是因為：1.)太陽年輕時溫度比較低，2.)隨著二氧化碳濃度增高，大氣捕捉熱量的能力會到達飽和。
（按：二氧化碳的捕捉效果有其上限，超過一定濃度之後，捕捉溫度的效果就不會隨著濃度增加而上升）
而這群人爭論的地方在於：這些資料是否說明了人類工業文明以及使用石化燃料是造成氣候變遷的主因。這兩群人都同意二氧化碳會阻擋熱輻射回太空，造成溫室效應，但他們對這個效應的大小有截然不同的判斷。
一些人認為，二氧化碳的變動與氣候的變動趨勢相當一致，而這證實了高二氧化碳濃度與高溫度間的因果關係。Robert A. Berner，這位耶魯大學古氣候研究的先驅說：「這5.5億年以來的地質資料顯示出這二者間非常好的相關性。當然也有其它因素的影響，但大體上來說，全球暖化是來因為二氧化碳。過去和現在皆然。」
另外一些人認為，上面的論點是過度簡化了複雜的自然變化。他們說，二氧化碳的濃度變化常常與地球的冷熱循環不一致，因而認為二氧化碳的影響力沒那麼大。
賓州大學（UP）研究古大氣的地理學家Robert Giegengack，根據數百萬年來的資料說：「低二氧化碳濃度並不是冰河時期出現的唯一原因，這種說法太簡略了。資料並未顯示一對一的對應性。」
他以及其它的抱持懷疑的人認為，今天地球暖化，跟以前的暖化沒什麼不同，並且沒有人知道暖化發生的確切原因。他們表示，其它可能造成暖化的原因包括洋流的改變，太陽的週期，以及宇宙射線對地球的轟擊等等。
渥太華大學的古氣候專家Jan Veizer說：「越來越多的資料指出，太陽以及星星是主要影響因素。」
當地球二氧化碳濃度變為前工業時代的兩倍時，那氣溫會升高多少度？針對這點雙方有完全不同的結論。許多氣候學家會認為至少會超過華氏8度（約攝氏4度），但懷疑論者根據古氣候的資料來判斷，認為大概只有華氏2-3度（約攝氏1度）。
如果我們把「顯生宙」這段複雜生物出現而且又落落長的這段時間，壓縮成一年，那麼魚類大約是在一月的時候出現，陸生動物出現在三月，恐龍出現在六月，猴子出現在十二月，而人類出現在12/31的晚上。
關於「顯生宙」的爭論僅僅出現在學術期刊以及科學會議上，基本上並不存在關於溫室效應的公共辯論之中，高爾（Al Gore）在「不願面對的真相（An Inconvenient Truth）」中並沒有提到這些東西。
一些熟悉「顯生宙」資料的主流科學家們認為，如果這些資料沒有經過專家的說明，那麼這些資料對於公眾以及政府政策來說，會顯得太過模糊（sketchy）。
普林斯頓大學地質學暨國際事務教授Michael Oppenheimer說：「我認為這不確定性實在太大，以致於目前不能做出結論。這可能要等到事情塵埃落定，才能拿來解決現在想要解決的問題－即避免氣候失控。」
懷疑論者說，這群認為二氧化碳才是元兇的人們，認為古氣候資料令人惱怒，並且會降低大眾對地球暖化的驚慌。賓州大學博士Giegengack說：「人們跑來跟我說：『停止說這些話吧，你正在摧毀地球暖化的原因。』」
加大柏克萊分校的地球物理系的博士班學生Robert A. Rohde，也許是個相對中立的聲音，他說這些證據「顯示二氧化碳只是眾多影響因子中的一個。」
這位柏克萊的博班學生Rohde，最近畫了一些關於「顯生宙」時期的二氧化碳濃度的圖表放在Wikipedia上面。請參考這個連結。
這兩個世紀以來，科學家們知道古地球曾經經歷過冰河時期以及其他氣候劇變。而他們將這些歸因於地殼運動、洋流變化、太陽強度變化，以及地球軌道的變動。
而在1958年之後，科學家們開始追蹤空氣中二氧化碳含量，發現其原本只有0.0315%（315ppm），但這個數字在逐漸上升中，他們據此提出新的論點。科學家們原本就知道，在理論上這些額外增加的二氧化碳，將會提升地球的保溫能力；因此，根據新出土的證據，他們開始警告公眾關於暖化的問題，同時也以此重新解釋古地球的氣候變遷因素。
隨著二氧化碳濃度與地球溫度的上升，溫室效應理論終於在1980年代開始紅起來。當時科學家們追蹤許多溫室效應氣體（包括臭氧、甲烷、水蒸氣），他們特別重視二氧化碳，因為其濃度上升的速度顯然特別快。
為了讓大家正視這個問題，他們跑去比較古今的二氧化碳濃度差異。他們根據冰凍地區「冰核」中的微小氣泡，研究過去幾十萬年二氧化碳在大氣中的濃度。科學家們發現前工業時代二氧化碳的濃度是每百萬分之280（0.0280%, 280ppm），而到了1958年時，爬升到315ppm。
科學家們猜測二氧化碳濃度可能曾經更高，尤其是只有些許或沒有極圈冰層的時代。冰核僅能提供過去50萬年左右的資料，為了突破這個限制，科學家開始尋找新的方式來追蹤更早已前的狀況。
耶魯大學的Berner博士利用電腦模擬的方法，研究「顯生宙」中影響二氧化碳濃度的因子，例如在某些時期中火山爆發是如何使大氣層中二氧化碳濃度增加，而造山作用及新生岩石的風化是如何吸收大氣中的二氧化碳。
打從一開始他就持續發現二氧化碳與氣候循環有緊密連結。例如他發現，在過去3～4億年之間，二氧化碳濃度曾劇烈的下降，而地球就在那個時期進入冰河時期。
Berner博士在1990出版的Science雜誌裡面寫到：「這些資料支持了二氧化碳的溫室效應，是控制氣候的主要機制。」
其它的科學家則將焦點放在土壤、植物與海洋動物的化石上面，他們假設氣候的變動會影響這些東西的成長模式。古代標本很快的帶來了豐富但又細緻的證據，而其中有一些證明了Berner博士模型的某些看法。
田納西大學的Claudia I. Mora以及其兩位同僚發現古代土壤確實顯示在3～4億年前，二氧化碳曾確實劇烈下降。
其他人則找到相反的證據。在1992年，新墨西哥大學的一組研究人員表示他們發現在4.4億年前的古代土壤中，發現了非常高濃度的二氧化碳，而這個時候地球上只有原始海洋生物，陸上還沒有動物跟植物。這個濃度是今天二氧化碳濃度的16倍高。令人驚訝的是，他們發現這個高二氧化碳濃度竟然與廣泛的冰河形成同時出現；Crayton J. Yapp及Harald Poths，在Nature的一篇分析上寫到：「這意味著（現有的）氣候模型還需要再做調整。」
整個1990年代，這些研究古代大氣的論文提供了爭辯二氧化碳影響雙方不同的證據。2000年，渥太華大學的Veizer博士更強烈質疑整個「顯生宙」中是否真的顯示出「二氧化碳－氣候」的關連性。他跟他兩個比利時的同僚在Nature發表的文章中，根據4.4億年與1.5億年前的兩個冰河時期二氧化碳濃度都非常高，對上述關連性提出質疑。
2002年，麻省理工學院的Daniel H. Rothman，他在研究海洋石頭中的二氧化碳含量後，也提出了關於「顯生宙」的一些尖銳問題。他在The Proceedings of the National Academy of Sciences中寫說，除了最近5千萬年的這段冷時期之外，他沒有發現任何「二氧化碳與氣候變遷的系統性連結」。
2003年， Veizer博士加入了位於耶路撒冷的希伯來大學天文物理學家Nir J. Shaviv的團隊，試圖以新的因素解釋氣候變化。他們猜測太陽系環繞銀河系的緩慢運動，會控制宇宙射線對地球大氣轟擊的程度。他們認為，當宇宙射線照射較少的時候會使雲層減少，使得地球反射陽光能力降低，進而增溫；反之則會降溫。而他們在文章裡面寫到，在「顯生宙」中，宇宙射線的轟擊記錄與氣候變遷的關連性，遠大於二氧化碳與氣候變遷的關連性。
（按：雲越多，太陽就越難直射地表，因而地球就越涼爽；而雲的多寡與宇宙射線有關，意即宇宙射線越多，雲就越多，溫室效應就越不明顯。例如當太陽活動比較劇烈時，磁場跟太陽風就會使地球接受較少來自其他星系的宇宙射線；宇宙射線一旦減少，雲就會減少，太陽就可以直射地表，溫室效應就會加強。）
2004年，耶魯的Berner博士與他的四人團隊終於反擊了。他們說宇宙射線或許是有「一些影響氣候的能力」，但認為宇宙射線造成的影響還是小於二氧化碳的影響。
在這場辯論中，雙方除了對過去二氧化碳的變動有不同認知之外，對冷熱時期的界定也不同。例如渥太華的Veizer博士認為1.5億年前的那段時期應被歸為冷時期（因為此時極地並沒有陸地，因此Veizer博士將海冰增加、但陸冰沒有增加的狀況，視為冷時期的徵候）。然而這樣的作法就不為耶魯的Berner博士所接受。這樣的差異，把整個辯論搞得亂七八糟。
今天，兩邊都宣稱獲得新的勝利。Veizer博士說他已經有一篇關於宇宙射線的綜合性論文，即將要發表了；而Berner博士也修補了他的模型，解決了該模型先前的一個內在矛盾。
Berner博士在2006年 American Journal of Science 五月號發表的修訂模型更加吻合4.4億年前其實是冰河時期的事實，而這個模型強烈支持二氧化碳在氣候變遷中的主宰地位。
Yapp博士，這位「前」二氧化碳質疑者，也贊成這個模型：「過往10年來發現的資料，大體上充分說明長時期氣候變遷與二氧化碳的關連性。」
部分氣候學家不認為上述的「顯生宙」氣候辯論具有任何價值。他們說過往幾百年關於二氧化碳與全球暖化的連結資料太令人注目了，以致於任何長時期的相反證據或多或少都會被質疑。他們也說現在溫室氣體增加的速度遠遠超過過往的任何一個時期，以致於過去的資料變得毫不重要。
二氧化碳懷疑者以及其他人，至今也逐漸正視過往15年來在古大氣研究上的發現，開始質疑「二氧化碳的效果到底有多大」這類基本的問題。他們說氣候學家以及政策研擬者，必須把這些複雜因素也考慮進去，而不是去忽略或無視這些預料外的發現。
猶他大學的「顯生宙」氣候專家Thure E. Cerling說，「從某些一絲不苟的研究中，我們應當可以學到一些東西。」
