未来地球是变暖还是变冷？人类还会迎来冰河时期吗？

现在我们的地球表面2/3的面积被海水覆盖，不去地球的两极我们很难在地球上的其他地方看到常年被冰雪覆盖的场景；

而且由于自18世纪人类工业时代以来，由于人类向大气中排放了大量的可以吸收长波红外线的气体，如二氧化碳、甲烷、水蒸气，这些气体像一层层厚厚的棉被一样被覆盖在了地球的表面；

导致了全球平均气温一直在升温，两极的冰盖退化、高山冰川融化、北极冻土层解冻、海洋酸化等一系列环境问题，温室效应已经成为了人类面临的最大挑战，甚至在未来还会影响人类的生存。

但我们也知道在地球的历史上也经历过周期性冰河时期，在冰河时期地球两极的冰盖会一直延伸到低纬度地球，甚至是赤道附近，地球宛如一个大冰球。

所以影响地球温度的并非人类排放温室气体一种效应，地球在太阳系中的轨道运动也会周期性的影响地球的温度；

那么问题是，在未来地球的温度会不会因为地球相对于太阳的轨道变化出现降温，甚至是人类未来会迎来冰河时期？

换句话说，到底是人类排放的温室效应对地球温度影响大？还是地球轨道参数周期性的变化对地球温度的影响大？

确实，如果没有人类的存在，地球表面的温度只会随着地球相对于太阳轨道参数的变化而变化。而这种变化也确实会导致地球在一定的周期内进入冰河时期，全球被冰雪覆盖。

现在我们知道地球绕太阳运动的公转轨道是一个椭圆，偏心率只有0.017，可以说非常接近圆形，且地球还在每时每刻绕着自己的自转轴旋转，轴向倾斜23.5度。

目前地球四季变化主要是由地轴的倾角导致的，例如在北半球的夏季，地球在公转轨道的运动会导致北半球朝向太阳，夏至时分太阳会完全直射到北回归线；

在北半球的冬季，以上的情况就刚好相反，春季和秋季的时候，地球在公转轨道上的位置就导致了太阳会直射赤道。

这就是地球四季变化的原因，但是以上的情况并非一直都是这样，也就是说地球的轨道参数会随着时间发生变化。

这种变化来自于太阳和月球，以及木星和土星的引力对地球轨道的影响，主要有三个比较大的方面：

首先是我们熟悉的岁差，也就是地球自转轴的进动，它不是一直指向一个方向，而是像陀螺的轴一样旋转；

其次就是地球轴向倾斜的角度，现在是23.5度，但这个角度会发生微小的改变；

最后就是地球绕太阳公转轨道的偏心率会发生变化，导致轨道形状的变化。

这三个因素对地球温度会造成最大的影响，也是地球周期性进入冰河时期的主要因素。

岁差

上面说了岁差就是地球自转轴的旋转导致的，这个旋转的幅度在每一年的时间内会非常小，但是也会带来微小的变化；

由于节气上的两个分点和至点分别是地轴垂直与地球与太阳连线的位置；以及地轴指向地球与太阳连线的的方向。

这就造成恒星年和回归年之间会相差了大约20分钟，

恒星年就是地球绕太阳一圈所用的时间为365日6时9分10秒，而回归年的就是地球从今年的春分点到下一次春分点所需要的时间为365天5小时48分46秒。

这就是为什么我们会在历法中定期在每年加入闰日的原因，未来抵消两者之间的差异。

而地球地轴的转动原因是由两个效应叠加导致的：

其中之一就是月球和太阳引力导致的地球进动，这个效应导致地轴转一圈的周期为25771年；另外一个因素是地球公转轨道近日点的进动也就是拱线进动；

主要是由木星和土星的引力导致的，这个效应也会造成地轴朝相同的方向进动，周期为112000年；

两个效应叠加起来，地轴进动一圈的周期为23000年。所以说地轴的指向会发生改变，所以我们心目中的北极星也会发生改变，大约再过个13000年织女星就成为了我们的北极星。

但是这个地轴的进动只会造成季节性的温度变化，也就是使得北半球或者南半球的温度在夏季的时候更热，或者在冬季的时候更冷，在整体上或者在长周期内不会影响地球的温度变化。

所以说自转轴的进动并非地球进入冰河时期的主要原因，也不能抵消由人类造成的温室效应。

轴向倾斜

我们地球高纬度地区全年温度的变化得益于地球23.5度的自转轴倾角，在地球公转的过程中这个倾角会让太阳光直射的纬度发生变化，也就带来的各个地方温度的变化。

但是地球的这个自转轴倾角也并非一直固定，它会在22.1度和24.5度之间来回波动，周期为41000年。

这个角度差非常小只有2.4度，而火星虽然现在的地轴倾角与地球相当，但是它的倾角波动范围是地球的10倍。

原因是地球有月球，可以很大程度的保证地球的自转轴倾角稳定。就像是一个走钢丝的极限运动员拿着一个平衡杆一样，而火星就没有这么大的卫星。

虽然轴向倾角的变化不会影响到地球在一年的范围内接受到太阳光的总能量，但是轴向倾角的变化确实会非常大的影响到地球高纬度地区在一年中接收到的太阳光能量；

这个道理其实很简单，你看，当轴向倾角小的时候太阳光一年的时间内大部分会直射在低纬度地方，当轴向倾角大的时候，地球两极就会有更多的时间被太阳光照射；

因此较大的轴向倾角就会使得地球两极的冰川快速退化，而较小的轴向倾角，就会导致地球的两极更冷，冰川会一直往低纬度延伸；

整个地球就会积累大面积的冰盖，这些冰盖又会反射更多的太阳光使得地球温度更冷，这其实就是地球周期性进入冰河时期的主要原因。

目前我们地球地轴的倾角介于最大值和最小值之间，并且在往后的日子中会一直减小，科学家预计我们将在10000年以后迎来地轴倾角最小值。

所以如果没有人类的话，地球在未来也就是1到2万年间会再次经历非常寒冷的时期，主要是高纬度地区不管是冬天还是夏天都会变冷，南北极的冰川会一直往下延伸。

但这个效应能够抵消人类对地球的印象吗？这个后面再说。

地球轨道偏心率

地球的轨道偏心率虽然很小，非常接近正圆形，但是这个形状也不是固定不变的，受到太阳系中其他行星引力的影响，地球轨道的偏心率也在周期性的变化，这个变化的周期大约分为两种：

以十万年为一个周期地球的轨道偏心率会从0（正圆）变化到一个较大的偏心率；每四十万年地球轨道的偏心率会迎来一个极大值为0.07。

目前我们地球轨道的偏心率为0.017，这个值非常小，所以近日点和远日点距离相差不大，只有3.4%，接收到的太阳辐射强度差异为7%。

因此地球近日点和远日点对地球气温的变化不大，并不是地球四季变化的主要原因。

而相比较来说，火星就不一样了，它的偏心率为0.09，这就造成了火星四季的变化实际上跟近日点和远日点有关，而不是它的轴向倾斜。

当地球偏心率达到极大的0.07时，近日点和远日点接受到的辐射能量差异会增加到23%，这个时候地球的四季变化可能会被跟太阳的距离所主导。

轨道偏心率除了会在未来影响地球四季的变化以外，一个唯一一个能够影响到地球全年接收到太阳总能量的因素。

我们认为地球轨道偏心率越大，全年接受到的太阳光总能量越高，但是这个效应依然很小，假如说最大的偏心率接收到的太阳总能量是1，那么地球的圆形轨道接收到的能量就是0.9975。

可以说变化不大，不足以影响地球的整体环境。

以上的所有因素在人类给地球造成的影响面前都是微不足道的，基本上从上世纪初开始，全球的平均气温增加了1度，这只有短短的100年的时间。

而以上能够让地球降温的因素作用时间都是数万到数十万年的时间，如果按照目前这样百年大约1度的温度上升，没有任何自然因素能让地球凉下来。

你看，轨道偏心率从0到最大需要40万年的时间，带来的太阳能量总变化只有微不足道的0.014%，上面我们所说的主要导致地球周期性进入冰河时期的轴向倾斜，每年只能够将两极能量的0.0002%转移到赤道，且周期为4万年；

太阳黑子11年的周期会导致太阳进入所谓的极小期，也就是太阳光度周期性的变化，但这个能量变化只有0.08%，与人类造成的全球升温相比也是相形见绌。

所以只要人类存在的一天，地球温度都会上升，至于上升的速度是否会减缓，这就要看人类对温室气体的控制了。

未来我们也不会再看到地球进入冰河时期。除非人类消失。