2022年，牛虎交接的最后一天，身体静坐，大脑飞转，手指如弹钢琴一般，梳理文字，状态怡人。这种状态可封锁杂念，让人处于入禅的感觉。友人发来毛主席的诗词，气势壮如山河，思维如鹏程飞万里。让人更加觉得，为后人留下可圈可点的只言片语，也不愧枉来此生。

探索地球的过往历史，不能只简单停留在知识的获取，而是让思路跨时空，从三维变成四维，让四维再扩大，真正融入自己的思维。

在34.1-33.6Ma，始新世-渐新世转换，地球的气候系统完成了一次壮举，从之前的温室（Greenhouse）状态转换为冰室（Icehouse）状态（Oligocene-Eocene Transition，EOT事件）。南极开始大规模结冰，海洋深水温度大幅度降低，大气CO₂浓度也大幅度下降。深海氧同位素增加了大约千分之1.5。

地球的温度为什么在这么短的时间内快速下降？其中有两个最为重要的机制：1）德雷克海峡开启，ACC形成，隔离了南半球高纬的热量；2）全球大气CO₂浓度降低，使得南极冰盖增长，造成了后续一些列海洋状态的变化。这两种机制各有千秋。首先德雷克海峡的开启过程是一个渐变过程，时间上难以完全准确确定，建国的构造构成如何与突变的气候模式相匹配是个核心问题。在一些模型模拟结果中，德雷克海峡的变化好像对南极的温度变化影响不大。如果考虑CO₂变化，模型揭示，我们需要比实测数据更大的CO₂变化才能造成南极冰盖的大幅度增长。当然，我们也可以怀疑模型的合理性，但是至少目前还存在着这样的疑惑。

EOT在时空分布上都是不均匀的。从时间演化来看，EOT是分为好几步才逐渐完成冷却过程，而不是一次性就完成。34.1-33.9Myr，这一次冷事件叫做EOT-1，在38.3-33.6这次冷事件叫做Oi-1。总之给人一种扭扭捏捏，牵牵扯扯的冷却过程的感觉。这暗示着应该存在一些顶牛式的多种反馈机制，只不过冷却过程占主导，就像拔河和掰手腕一样，中途有一些反复，最终有一家成功。

模型显示，当CO₂降低的时候，西风带增强，ACC增强，生物生产力增强，于是，通过生物碳泵把空气中的CO₂转移到海底，使得全球气温持续下降。另外，南极冰盖增加，光照反射率增加，有利于这一地区温度继续变冷。

不过，模型研究显示，此时通过东澳大利亚暖流，更多的低纬热量反而能运输过来。同时，由于冷空气使得该区云量减少，日照量在海区反而会增强。

上面所说的两种机制完全相反，就类似于顶牛过程。显而易见，冰盖增加的趋势无法避免，温度降低是主流，偶尔的增温过程并不能改变大趋势，于是，在会热忽冷的过程中，最终完成了气候的转换。

在空间上，在EOT期间，南北两半球的变化并不同步。南半球高纬度地区的温度下降肯定最大，但是在赤道和北半球区，温度下降幅度就小，这就增加了南北两半球的温度差。可以猜想，这时候的赤道流肯定会增强，对南亚的季风西风产生重要影响。这种不对称在大洋表层海水温度SST体现得更明显。伴随着EOT，南大洋SST降低很快，但是被大西洋的SST体现得就不那么明显，而是延迟了一段时间才明显降低。这说明南大洋先调节，然后在把冷信号传递到北大洋。

在同一时期，兰州盆地显示，在EOT期间，其CIA不降反而从增加，在33.4，EOT结束之后，才出现明显的降低。而且兰州盆地CIA的变化，在整体模式上和北大西洋的SST变化可比拟，都是在EOT期间变化不大，而是推出到EOT之后，才变化明显。CIA的增加，有几种机制，温度增加，水量增加（降水增加或者冰川水增加）。

南极冰盖增加，AAIW也增加，向北扩展，同时，NADW生成量增加，造成AMOC开始加强，为北半球运去更多水汽。

上面论述虽然说明德雷克海峡开启，ACC形成，如果没有CO₂的后续反馈机制，肯定达不到南极结冰盖的效果。但是，如果德雷克海峡不开启，ACC不形成，肯定也不会有后面的降温机会。所以，我个人觉得不要这么孤立地看待问题，就像踢足球一样，前锋最后射门，但是没有前期其他人的传球，也不会有最终的射门。我们还清最后一脚射门的前锋时，不能忘记助攻的功劳。

EOT期间，太平洋赤道区的CCD加深，说明CaCO₃的保存能力大为增强。亚洲内部干旱化加剧，一些湖泊减小或者消失。在南半球，大西洋的涡旋加强，大西洋西边的巴西暖流加强，于是在南美的东边，在全球降温中，温度反而会保持相对稳定。青藏高原地区变冷，植物体系发生改变，比如在兰州盆地，EOT之后，裸子植物替代了被子植物。

在EOT发生之前，其实气候系统已经开始做了而一些准备。比如，有证据显示，在EOT之前的100-200kyr，就已经有了类似于AMOC的环流，只不过还比较弱。ACC此时也是比较浅。这些边界条件，有点类似于结冰前的凝结核，别看小，但是作用很大。以它为前提条件，只要等条件成熟，比如，德雷克海峡变深，ACC加强，AMOC加强，在赶上合适的天文轨道参数组合，碰到较低的日照量时期，南极冰盖就可以逐渐积累扩大，让整体反馈系统运行起来，走向一个新的气候系统模式。

一般情况下，我们认为北极冰盖在2.7Ma之后才大幅度增长。但是，已有证据表明，北极在44Ma以来就存在着小规模冰盖，在EOT发生时，背景冰盖无疑也会适量增长。但是，目前还没有研究表明，这些北极的限量冰盖对整个气候系统到底能起到很明显的反馈作用。

EOT时期，ITCZ到底如何变化呢？

如果没有陆地分布，ITCZ应该作为南北半球的分界线，其平均位置应该在赤道。但是，由于陆地分布，以及两极冰盖的不对称，ITCZ的位置在不同的气候模式下，其维度分布一直在变化。ITCZ带来丰富的降水，因此，ITCZ两侧空气中的粉尘无法穿越这个障碍，被ITCZ的水汽给冲刷拦阻了。所以，ITCZ南北向移动，就会影响其经过的钻孔的大气粉尘物源分布。

在赤道东太平洋，这里的粉尘物源主要有三个：亚洲内陆、北美和中美。亚洲粉尘由西风带吹来，中美粉尘可由东南信风吹来。追踪粉尘信息，可用的参数很多，我们还是 利用之前熟悉的参数eNd。亚洲大陆的eNd值偏低，而中美洲是近几个百万年才出现的岛弧，其eNd偏高。这个性质差异性明显，是判别粉尘变化的良好指标。

科学家就在东赤道附近打一个海洋钻孔，研究发现，在EOT时期，eNd随着温度变冷快速增加（从-9到-6）。说明这里的粉尘物源从亚洲来源变成了中美洲来源。

我们闭上眼睛想象一下，EOT时期，ITCZ由于受到南半球高压的推挤向北运动，当经过赤道地区后，所研究的钻孔就处于ITCZ的南侧，于是北面的亚洲来源粉尘就被阻拦，而ITCZ南部的中美洲粉尘物源就可以自由地沉积在这里。

当2.7Ma，北极冰盖开始大量发育的时候，北半球的高压有会把ITCZ南移。所以，在赤道地区的钻孔是研究ITCZ随着全球大规模气候变化而南北移动的好地方。

在东赤道地区的研究发现该处的ITCZ向北移动，如果西太和印度洋地区的ITCZ也向北移动，我们就会预测青藏高原地区应该降雨量增加。可是，事实恰恰相反，青藏高原地区也变冷变干旱了！

这说明可能存在着如下两个机制：1）在南亚地区，由于大片陆地的存在，ITCZ的南北向移动并不明显；2）在亚洲内陆的西侧，当时副特提斯洋还存在，可以提供大量水汽。而副特提斯洋受到EOT全球变冷的影响更大，于是西风带带来的水汽变少，亚洲内陆才会更加干旱化。关于这两个机制，值得进一步去研究。

EOT也是一个研究地球气候系统对不同天文轨道周期信号敏感度的最佳时期之一。无论是海洋还是兰州盆地的内陆气候，在EOT之前，以100ka信号为主，但是经过EOT的转变，41k和20ka的信号也体现出来，这说明，这些短周期信号和南极冰盖的演化驱动下的全球气候系统密切先关。

在EOT之前，这些短周期信号幅度小，而100ka信号强，说明，100ka天文轨道周期信号调节的更加缓慢的（sluggish）的大洋内部交换、海洋大气交换、陆地风化过程等过程。这些过程显而易见比结冰和把那个的融化要不敏感，且需要更长时间尺度去调节。

关于天文轨道参数调谐对地球气候产生的影响，我们通过后续关于EOT之前，地球无冰时代的气候变化探讨，就可逐渐揭开其神秘面纱。