大约两万年前，覆盖亚洲、欧洲和北美大部分地区的大冰盖停止了它们缓慢的推进。在几百年内，一些地方的海平面上升了多达10米——比今天格陵兰岛的冰盖融化还要多。这场淡水洪水注入北大西洋，并关闭了将赤道地区温暖海水向北输送的洋流。赤道的热量反而温暖了南半球南极洲的周边地区，缩小了边缘海冰，改变了环极风。结果是——而且原因仍然不明——南大洋的海水可能开始释放二氧化碳，足以在数千年内将大气中的浓度提高超过百万分之100——大致相当于过去200年的上升幅度。这些二氧化碳随后温暖了全球，融化了大陆冰盖，迎来了使人类能够繁荣发展的当前气候。
至少，这是4月5日发表在《自然》杂志上的一篇新论文所讲述的故事，该论文重建了上一个冰河时代的结束。研究人员检查了从深海和湖泊底部采集的沉积物岩芯，以及从南极洲、格陵兰岛和其他地方采集的冰芯中捕获的古代空气微小气泡。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）研究表明，与之前的一些发现相反，二氧化碳主导了前一轮全球变暖，而不是相反，就像今天由于二氧化碳和其他温室气体排放量的增加而继续发生的那样。
“我们发现全球温度略微滞后于二氧化碳[水平]，”哈佛大学和哥伦比亚大学的美国国家海洋和大气管理局研究员、古气候学家杰里米·沙昆解释说，他领导了绘制古代二氧化碳浓度和全球温度的研究。“二氧化碳是冰河时代末期全球变暖的主要驱动力。”
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沙昆和他的同事首先创建了第一个全球性的温度替代指标——一套来自世界各地的80种不同记录，记录了大约20,000年前到10,000年前的温度。从从海洋沉积物岩芯中提取的微小贝壳中的镁含量，到湖床泥层中的花粉计数，这些替代指标提供了该时期数千个温度读数。“冰芯只能告诉您南极洲的温度，”沙昆在谈到之前完全依赖于南极洲冰芯的研究时指出，该冰芯记录了过去80万年的大气状况。“您不想只看地图上的一个点来了解全球变暖。”
将全球温度记录集与冰芯中捕获的古代气泡中的二氧化碳水平进行比较后发现，全球平均温度在二氧化碳水平开始上升至少一个世纪后才开始上升。这似乎与南极洲发生的情况相反，在南极洲，气温升高先于二氧化碳水平升高。但是，这种局部变暖可以用北半球大规模冰川融化导致的洋流关闭来解释——计算机建模使用从真实世界记录中收集的数据进一步证实了这一结果。
然而，冰盖退缩的原因仍然难以捉摸。尽管大约在2万年前，由于地球轨道的变化，太阳的相对强度发生了变化，但这比之前的变化要小，并且未能引发融化。事实上，英国南极调查局的气候科学家埃里克·沃尔夫在《自然》杂志上发表的对研究结果的评论中指出，格陵兰岛的冰芯表明，大约在6万年前，北部甚至发生过更大的变暖事件。
俄勒冈州立大学的地质学家彼得·克拉克解释说，“我们知道，[2万年前]北半球唯一发生变化的是这些影响远北地区阳光照射量的轨道变化”，他指导了沙昆的研究。北方的融化可能是由“冰盖已经达到如此大的规模，以至于它们变得不稳定并准备消融”引发的。这也有助于解释数十万年来冰河时代的周期性兴衰。
额外二氧化碳的来源仍然不清楚。“没有令人信服的证据表明，在冰川海洋中某个神秘的位置存在足够大的旧代谢碳储库，仅在冰川消融期间才会被释放出来，”南加州大学的古气候学家洛厄尔·斯托特认为，他没有参与这项研究。但是3月29日在线发表在《科学》杂志上的一篇论文表明，根据对嵌入到最容易导致全球变暖的分子中的碳同位素的分析，额外的二氧化碳确实来自南大洋。斯托特还认为，变暖的时间与二氧化碳水平升高的时间仍然太接近，无法确定哪个先发生。
当然，现代全球变暖源于一个明确的原因——化石燃料燃烧、砍伐森林和其他人类活动导致二氧化碳（以及其他温室气体）水平升高。而且，过去二氧化碳水平的升高至少加剧了全球变暖，迎来了相对温暖、稳定的气候，有时被称为“漫长的夏天”，使人类文明得以蓬勃发展。现在，人类已经将全球二氧化碳水平提高到超过上一个冰河时代末期从大约180ppm到260ppm的升幅，尽管是在几百年内而不是几千年以上。“冰河时代的结束，你会从骨子里感受到这意味着什么：地球的一个重大而显著的变化，”沙昆说。“这是一个切实的例子，说明长期来看二氧化碳升高对地球意味着什么。”
事实上，大气中现有二氧化碳浓度——392 ppm 并且还在上升——已经保证的全球变暖量也将在几个世纪甚至几千年内显现出来。“冰河时代末期和今天的上升幅度大致相同[上升了100ppm]，而且我们将远远超过这个幅度，”沙昆指出，最有可能的是，温室气体浓度将比工业化前水平增加数百万分之一。“我们只会在下个世纪看到其中一部分实现。需要几个世纪甚至更长时间才能感受到全部影响。”