白令陆桥在最后一个冰期的形成时间远远晚于人们的想象

这些样本是在1994年美国海岸警卫队的破冰船 "极地之海 "号上收集的，这是一次雄心勃勃的跨北极探险。资料来源：美国海岸警卫队

这些发现还表明，气候和全球冰量之间的直接关系可能没有科学家们想象的那么直接，这使人们对导致冰期周期的一系列事件的一些解释产生了怀疑。这项研究于12月27日发表在《美国国家科学院院刊》上。

普林斯顿大学的博士后研究员、该研究的共同主要作者Jesse Farmer说："这个结果完全出乎意料。事实证明，我们对来自北冰洋底部的沉积物的研究不仅告诉我们过去的气候变化，而且还告诉我们人类历史上的一次大迁徙。"

在最后一次冰川期，低海平面暴露了一个在西伯利亚和阿拉斯加之间的广阔陆地区域，被称为白令海峡，其中包括白令陆桥。资料来源：国家公园管理局

在地球历史上周期性的冰期中，全球海平面下降，因为越来越多的地球水被锁在巨大的冰盖中。在每个冰期结束时，随着气温升高，冰原融化，海平面上升。这些冰期周期在地球历史的最后300万年中不断重复，但其原因却很难确定。

通过重建北冰洋在过去5万年的历史，研究人员发现，冰原的增长以及由此产生的海平面下降发生得出奇地快，而且在最后一个冰川周期中比以前的研究表明的要晚得多。这意味着冰原的变化可能比以前想象的更快。

在最后一个冰河时代的高峰期，即所谓的最后冰川期，低海平面暴露了一个在西伯利亚和阿拉斯加之间延伸的广阔陆地区域，称为白令海峡，其中包括白令陆桥。今天取代它的是一条被称为白令海峡的水路，它连接着太平洋和北冰洋。

根据对全球温度和海平面的估计记录，科学家们认为白令陆桥出现在大约7万年前，远在最后一次冰川期之前。

但是新的数据显示，海平面变得足够低，使陆桥在35700年前才出现。这一发现特别令人惊讶，因为在海平面下降的时候，全球温度相对稳定，这引起了人们对温度、海平面和冰量之间相关性的质疑。

"值得注意的是，这些数据表明，冰原的变化不仅仅是对全球气候的反应，Farmer说。"例如，冰量的变化可能是夏季阳光照射到冰面的强度变化的直接结果。"

普林斯顿大学地质和地球物理科学的杜森伯里教授和法默的博士后导师丹尼尔-西格曼说："这些发现似乎在我们目前对过去的冰原如何与气候系统的其他部分相互作用的理解上捅了一个窟窿，包括温室效应。我们的下一个目标是将这一记录进一步向后延伸，以观察同样的趋势是否适用于其他主要的冰盖变化。科学界将渴望得到证实。"

人类从亚洲迁徙到北美的时间仍然没有得到解决，但是遗传学研究告诉我们，祖先的美洲原住民种群在大约36000年前与亚洲种群分道扬镳，这与法默及其同事发现白令陆桥出现的时间相同。

"人们普遍认为，这座陆桥开放了一段时间，然后人类在某个时候跨越了它，"Sigman说。"但是我们的新数据表明，这座陆桥并没有开放，它一开放，人类种群就进入了北美洲。"

这一发现提出了这样的问题：为什么人类在陆桥开放后就决定迁移，以及人类是如何在之前对地貌一无所知的情况下穿越陆桥的。

研究人员指出，他们在考虑这些影响时需要谨慎，因为解释需要结合非常不同类型的信息，包括新数据以及人类遗传学家和古人类学家的信息。他们期待着看到他们的成果如何被这些其他科学团体所借鉴。

为了重建白令海峡的历史，Farmer和Sigman寻找一种海洋化学指纹。

太平洋水域携带高浓度的氮分子，这些氮分子具有独特的化学成分，被称为同位素比率。今天，来自太平洋的水向北穿过白令海峡进入北冰洋，携带着可追踪的氮同位素比率。

通过测量北冰洋底部沉积物中的氮同位素，Farmer发现，当白令海峡在最后一个冰期的高峰期被关闭时，太平洋的氮指纹消失了，正如预期的那样。

但是，当法默继续他的分析，进一步追溯到大约5万年前时，他发现太平洋氮气指纹的回归时间远远超过了研究人员的想象。这种变化太大，除了以前白令海峡的开放外，不可能有其他的变化。

为了了解对全球海平面的影响，法默和西格曼与加州大学圣克鲁兹分校的海平面专家和地球与行星科学教授塔玛拉-皮科合作，她是普林斯顿大学2014级本科生，也是该论文的共同第一作者。皮科将法默的结果与基于冰原增长的不同情景的海平面模型进行了比较。

Farmer的氮气分析提供了一套新的证据，以支持皮克关于最后冰期海平面的研究。这为这个时期的全球海平面提供了一个完全独立的条件约束。一些被提出的冰原历史相差甚远，而我们能够看看预测的海平面在白令海峡会是什么样子，特别是哪些与氮气数据一致。

"这项研究汇集了北冰洋、氮气循环和全球海平面方面的专家。而其结果不仅对气候和海平面有影响，而且对人类史前史也有影响，"Farmer说。"古气候研究的一个令人激动的方面是有机会在如此广泛的学科范围内进行合作"。