今天、等一下、我們會稍稍帶大家脫離一下、你目前的一些生活的經驗，那我們可能要稍微回到過去一點點，那可能會脫離一下大家比較不熟悉的情況，但是我們想要帶大家去看的是，過去，地球上的歷史它告訴我們怎麼樣的故事，那這些故事，我們可以學習到什麼樣的東西，這些東西又可以回過頭來去讓我們知道說，目前我們到底碰到了所謂的全球暖化的情況。那大家都在談過去全球暖化，那全球暖化實際上對我們人造成非常多的影響，這種影響不僅是在我們的生活環境的層面，我們的經濟層面，甚至在我們的文化層面上，大家都可以看到，對，我們過去全球暖化導致大家穿的衣服越來越少，那當然、暖化，某種程度，如果說，對我個人來講的話，或許不是太壞的事情。
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那我們實際上，如果我們把時間尺度再放更長，我們不只看最近一百年，我們來看，過去呢，一些尺度的話，你看，這是我們現在統計的一個資料，如果我們不是看最近呢，十幾年的一個平均紀錄的話，暖化的事實的確存在。
那剛剛柳(註: 台灣大學大氣系柳中明教授)老師他也給帶給大家非常多的資訊，所以我們來看到，以全球平均來看的話，不僅陸地上溫度升高，實際上，普遍來講，海洋的溫度也在升高，那海洋是一種很好的一個緩衝的議題，它可以吸熱，所以，若海洋溫度也開始升高的時候，就表示說，這個環境的確溫度是在增加了，所以你可以看到，北半球增加特別快，那當然是因為北半球人口特別多，工業國家也都在北半球的一個原因。那實際上，如果把時間往回拉一下的話，我們看最近二十年，你可以看，實際上在，至少大概在三十年前，在上個世紀，八○年代的時候，大家關心的並不是暖化的議題，大家事實上關心的是，冷化的議題，比如說我們以前的認為是說，全球是正在冷化，那它的環境，氣候越來越冷，新的冰河時代即將來臨，總之是我們三十年前所看到的一個現象。但是，從八○年代之後，我們就看到暖化的現象，越來越明顯，而且人為的趨勢越來越嚴重，所以，我們人類的確對這環境造成了很大的一個影響。
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那我們要帶大家來看的是，過去的一個氣候變化，如果我們看到過去，兩千年的一個情況，我們目前的情況大概跑到這裡來了，但是你如果只看過去這兩千年，我們可以看到，這種從很多指標紀錄去看的話，你會發現，實際上，氣候的確是在一個變動的環境當中。比如說，氣候實際上並不是一個穩定的一個系統，地球氣候，本來就應該要變，而且，就會在冷跟暖之間變，我們只看最近兩千年的話，你會發現，它的溫度大概會在，過去最冷的時候大概就是負一，比現在還要要低，全球平均溫度，還會比現在低個一度C，然後到現在來講的話，我們大概增加了一度C，但是呢，你如果去看這個趨勢的話，你會發現他差別在哪裡呢？差別在他的上升的幅度，是不同的。我們要特別強調這一點，就是現在來講的話，我們增加了一度C，事實上是在最近，二十到三十年內所發生的事情，
但是過去，所謂的小冰期，他實際上是一個持續了接近四百年的一個氣候的周期，那在小冰期之前，我們有一個所謂的，中世紀暖期，它的溫度比現在稍微平均來講，全世界大概比現在高0.5度C，但是這個是指，我們講的是在工業革命以前的平均溫度。
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那這是我們看到過去兩千年的一個古溫度的變化，那我們怎麼去把這些溫度變化去做一個指標呢？我們如果只看跟我們比較相近的，所謂東亞的一個氣候紀錄，我們把他跟我們過去中華文明的一個，歷史朝代的變遷把它結合在一起的話，你會發現他的這種趨勢，這是一個我的同事，許德惇老師，他所整理的資料，那我們可以看的到，實際上，氣候的影響層面非常的大，整體來講，我們過去的一個文明的發展，他是在一個氣候的大框架底下去產生那個變化。
當氣候比較溫暖的時候，是一個我們的朝代比較興盛的時候，朝代的政治環境會比較穩定的時候。但是，你會發現說我們所有的改革，或是我們所有的改朝換代，農民的起義都是落在這種氣候比較冷的時間點上，所以這表示什麼？當你今天一個環境的，我們的一個政治的系統，或是我們經濟系統是在一個比較具有抵抗力的時候，如果你今天碰到一個氣候比較不好的時候，我們還可以撐過去。但是當你今天碰到一個，氣候不好的時候，然後，你又碰到一個是所謂的，比較不那麼優良的總統，或是我們的皇帝的時候，那你就會碰到一個問題了，因為你的政府無法去支援你的民眾，所以，逼得民眾、農民只好起義，起義的結果就是導致改革換代的一個結果，所以，你可以看到，訴諸於過去，我們常說，鑑古而知今。所以，我們從古代的紀錄來看的話，實際上，氣候的變遷，都會導致一個歷史的朝代更換，所以他的影響很大。
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那我們現在今天要談的不是太多這種過去氣候的紀錄，我們要談的是什麼，我們怎麼知道過去這些氣候是怎麼改變的。若你只看最近兩千年那是因為我們有歷史的紀載，所以我們可以很快的從歷史的紀載裡面去得到我們所要的資訊，那我們可以從這些資訊再去跟現在來比較，那我們就知道說，我們現在到底是處於一個比較正常的時代，還是一個比較不正常的時代。那如果說我們只看最近兩千年，那實在是有失偏頗，因為地球的歷史上有四十六億年，至少我們以人類文明來看的話，有一萬年的文明的，那以人類的發展來講的話，我們有四百萬年到五百萬年的一個人類的演化，所以我們需要更長期的紀錄，那我們怎麼去看更長期的紀錄呢？所以我們待會帶大家去看的，就是這一些我們稱為所謂的氣候記錄保存器跟所謂的代用指標，那我們來看什麼叫氣候保存器，實際上比較好的理解的方式就是，所謂的氣候記錄保存器，你可以把它想成是我們現在用的，USB的硬碟或者是我們的光碟片或是你的硬碟，它在保留你所想要的訊息，把它保留下來，但是自然變化的訊息，我們需要依賴一些某些特殊的工具，那這些工具，他可以保持在環境裡面，而且可以保持著一段比較長的時間，然後留到我們後代的人，去發掘。所以這種，可以保留過去環境跟氣候變化的這些資料、工具，我們就把它稱為氣候保存器。那氣候保存器常要的工具有那一些，有冰，我們常看到有一些所謂的冰芯的資料；然後樹，樹輪的資料也是我們非常常用的，然後過來就是所謂的海洋跟湖泊的沉積物，那實際上用最多的是我們所謂的沉積物的這一塊，那我個人本身也是在做這一塊的研究，所以我們待會會稍微偏重一下在這個所謂的，沉積物的這一塊。那沉積，我們怎麼去取得呢？我們可以看這是，我們可以利用船的工具，然後去取，所以這是一個海洋的沉積物的研析，那你從這研析的照片裡面，你很明顯可以看的到，他就有很漂亮的所謂的紋理層的變化，一明一暗一明一暗，所以這代表氣候，或是環境的改變，他可以留下來一些所謂的氣候變化指紋在我們的沉積物裡面，氣流解讀這些指紋，像我們去用工具把我們的硬碟讀出來的話，就是我們所謂的代用指標。所以，我們要做的工作，氣候科學研究，我們做古氣候研究的人，我們所做的一個研究事實上，就是，學習怎麼樣去從這些光碟片裡面，把過去保留的資料解讀出來。
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那我們常用的指標，哪一些？指標你可以把他理解就是你的，解碼，或是你鎖碼的軟體，我們可以用一些所謂的MP3，MP4這些編碼程式把你所需要的資訊，編入在你的硬碟裡面，那我們現在只要有相對應的軟體，我們就可以去把它編碼，解碼解出來，那我們就可以知道過去的一些氣候變化。那我們常用的代用指標，工具有哪一些？像珊瑚，大家可能比較熟悉，因為珊瑚他的生長會跟水溫有關，所以，它的生長快的時候，是夏天的時候，生長慢的時候，是冬天的時候，所以我們可以藉由記錄他生長的這種速度的紋層，我們也可以知道過去的氣候變化。那另外過去最近十年，非常熱門的一種工具，我們叫石筍。那石筍的原理事實上跟珊瑚差不多，它也是利用石筍受地下水的影響，長的快跟長的慢，那另外在它裡面，可以保留很多的化學訊號的指標在裡面，那這些化學訊號，我們只要有適當的工具，我們可以去把它分析出來，那我們就可以知道，長期的一個降雨量的變化，長期的季風的一個變化。那我自己做的東西是哪一些，我自己做的東西實際上是比較，屬於比較沒有愛的一些東西，那我們把他說這是我們叫，微生物化石，這些都是海洋裡面常見的，以前藻類，跟一些微體生物。那這些生物他具有共同特色是說他會有一些所謂的外骨骼，硬的外骨骼，他死掉之後，這些外骨骼，可以留在沉積物理面，所以，我們從沉積物裡面再把這些生物的化石找出來之後，我們再去做一些分析，那我們就可以知道過去的一個氣候變化。
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那所以我們常講說，我們做這種古氣候，古海洋研究，我們是所謂的，做古的人，我們不是活的人，我們是做古的人，關心的都是古代的事。那我自己常跟我學生描述我自己的行業是跟撿骨人士差不多的，我們只關心屍體，不關心活人，所以我們看的都是化石，那你說化石可以做哪一些，我們可以很快地用一個動畫來跟大家介紹一下，我們常用的工具是什麼，在自然界的環境裡面，我們氧氣是大家都需要的，那環境中也非常豐富。那氧的這種東西，他會有一些同位素，那主要同位素，我們是十六，十六是自然界常看到的，那它還有少量的十八，所謂的氧十八，就是說，他在他的原子核裡面，會多出兩個中子出來，所以導致他的原子核重量會比較重。
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那因為這重量的差異，導致它在受到太陽的照射，蒸發，降雨的過程當中，他會產生所謂的分化效果，那這分化效果是什麼？就是說蒸發時候，十六會比較輕，所以他跑得比較快，十八，會跑得比較慢。所以在這過程裡面，你的空氣中，會保有比較多的十六，那當你這些十六，是以降雨，或是降雪的形式留在陸地上的時候，我們海洋裡面相對來講，就有比較多的十八。那我們的微體化石，就可以把這種十八給記錄下來，所以，這表示什麼？這表示當我們去分析這些化石裡面的十六跟十八的比例的時候，如果我們看到十八的比例增加的時候，就是天氣變冷的時候，十六的比例增加的時候，就是天氣變暖的時候。因為他反映的是什麼，他反映的是你陸地上冰的體積的大跟小，所以十八越多就表示你的冰的體積越大，十八越少，就表示你冰的體積愈少。所以這很簡單的概念，那我們利用這個概念，我們比較有機會，因為這種有孔蟲的這種東西，他是從古生代就開始，也就是說他在地球歷史上存留的時間超過五億年，所以，我們只要有辦法在我們的地層裡面，在我們的沉積物裡面，可以把有孔蟲找出來，我們就可以得到過去五億年的地球歷史變化，那我們只要知道他的氧同位素，我們就可以推到他冰的體積的大小，知道過去的氣候。
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那除了氧同位素，我們還想要再跟大家去介紹一些比較有趣的一個氣候的指標，那過去，我們剛剛提到了，實際上我們為什麼知道，文明的演替，朝代的演替，跟氣候有關，靠的都是文明的、史書的紀載。所以這是過去我們台灣的，台灣八景之一，我們叫，積融，積雪，所以表示，在十八世紀，十七世紀的時候，也是我們剛看到小冰期的時候，實際上，台灣北部下雪是常態，天氣非常的冷。所以在那時候，基隆，他所謂的基隆山，不是我們現在的基隆山，是我們所謂的，紗帽山，就是在陽明山的地方積雪是一個常態，所以你每年都會可以賞到雪。
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那我們還有哪一些氣候指標可以用，大家可能想像不到的是說，我們現在常用的一種，比較藝術，對，我們可以去觀賞一些藝術品，那我們可以從畫家的作品裡面去知道過去氣候的變化，那我們也可以從什麼呢？可以從樂器裡面也可以得到一些相對的變化指標，那這個是一種，我們講，十八世紀，非常有名的一個小提琴的製作大師，我們叫他，史特拉第瓦里。那這匠師，他所做的這種小提琴，音色特別優美，大家特別喜歡用他。那過去來講，大家都認為說，他很有特殊的技巧，有特別的工藝技術，所以導致他有比較好的製作技巧，讓我們可以有比較好的樂器可以使用。然後，我們發現他實際上是跟氣候有關，比如說當氣候變冷的時候，樹木生長速度比較緩慢，這種緩慢的過程，造成他的木質的質地比較堅硬，所以他的共鳴的音色特別好。所以後來我們發現說，實際上你也可以利用這種所謂的工具，我們把它叫做代用指標，你也可以知道過去的氣候變化，那除了這個之外，跟人類有關的之外，跟自然界有關的還有哪一些？這種生物大家可能比較陌生，這種叫岩蹄兔，什麼是岩蹄兔？台灣沒有，但是你如果去中亞有機會看到牠，牠雖然長的像類似兔子，對不對，大小也跟兔子差不多，但是實際上牠最親緣的一種，動物親屬是大象，牠是大象的親血，所以你很難想像這種大象跟岩蹄兔牠是一種親緣演化上，有親緣關係的一種物種。那岩蹄兔還有什麼樣的幫助我們去了解過去的氣候？再說，牠有非常好的衛生習慣，岩蹄兔牠的一輩子裡面，從出生到死亡，牠的生活範圍比較小，而且牠有個好的衛生習慣是，肥水不落外人田，牠每次要上廁所，一定跑回自己家裡上，所以牠每次只會在同一個地方上廁所。那因為岩蹄兔牠的尿液，濃度比較高，就是裡面礦物質的含量比較多，牠吃草，所以，牠尿尿之後，中亞氣候特別乾燥，所以牠尿完的尿會很快蒸發掉，會形成尿液的結晶。那因為牠又在同一個地方上廁所，而且牠的同一個家族，住在同一個地方的岩蹄兔會在同一個地方去上廁所。所以，牠會形成一層很厚的尿液結晶，那我們講過礦物質，這種尿液結晶我們就可以去分析它，也可以得到過去很好的氣候指標紀錄，所以，你很難想像對不對，生物的排泄物也是一種好的氣候代用指標。那另外就是我們人類的一個牙齒，我們人類一個，古人類的一個化石，但是，我們講過，我們自己是撿骨的對不對，我們除了喜歡看骨頭之外，我們也喜歡看骨頭上留下來的這些痕跡，那我們從人類的化石我們要看什麼？我們看他的牙齒，那我們不是說看他的牙齒長相，我們看他什麼，看他不衛生的生活習慣，我們看他的齒垢。我們剛剛提到，牠有好的衛生習慣，喜歡上廁所，他有不好的生活習慣，不喜歡刷牙，那這不喜歡刷牙所留下來的齒垢，可以反映什麼？反映他的食物，那過去，我們現在人吃的肉比較多，實際上在早期人類，主要雜食性，而且吃素食比較多，所以，他的齒垢裡面可以留下，當時候，他生活的時候，他環境裡面植物的種類。我們可以利用他的同位素來分析知道他的植物種類，所以我們也可以知道當時候植被的訊號，植被繁衍的氣候。所以我常跟我的學生講說，你如果現在不太喜歡刷牙，或許你以後就有機會為科學帶來很大的貢獻，你只要多留下一點齒垢在你牙齒上，或許在一萬年後，你的化石被找出來的時候，你可以變成是對科學有良好貢獻的一個人。所以有時候生活習慣不一定要太好，那我們看過這麼多，我們把他整理一下，剛剛介紹是比較有趣的，那實際上我們大部分做的還是比較無趣的，所以，你可以看到我們做古生物的，看起來都比較，對，比較無趣一點。那你可以看到這是我們剛提到，氣候保存器我們有這麼多，那後面有附上這些數字是他可以記錄的年代的範圍。
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所以像文獻紀錄，像藝術品，可以告訴我們大家最近一百年到一千年，大概千年時間尺度，那樹輪，珊瑚，可以到將近一萬年的尺度。那最老的我們沉積物，可以看到什麼？看到百萬年到千萬年的時間尺度。那至於我們常用的，從記錄保存器裡面，我們常用指標有哪一些？我們剛有提到所謂的，微體生物化石，所以你可以看到我們有這麼多生物化石，那我們剛剛特別跟各位介紹是有孔蟲，那有孔蟲的顆粒同位素可以讓我們知道過去冰的體積的大跟小，等一下我們會特別提一下這一塊。那其他還有哪一些是我們看到這一些，包括你的甲蟲，珊瑚，藻礁，那包括有一些地球化學指標，那我們剛剛提到的就是說，穩定同位素，那我們提到這麼多的所謂的氣候記錄保存器生物化石，那我們到底從這些指標裡面，我們學習到哪一些東西？我們來看一下，過去我們知道的一些長期氣候變化紀錄，這是五億年來的氣溫變化，我們是從氧同位素去看的，那這是我們利用其他指標所建立的，二氧化碳的一個濃度，你可以看到基本上，二氧化碳這種溫室效應氣體，跟過去長期的氣候變化是呈現一致的。溫室效應氣體濃度高的時候，氣候都是比較溫暖的，那你如果去看這個的話，我們目前我們停留氧同位素在這裡，表示我們現在冰的體積是很大，但是，早期的地球，除了某些特定的時間，實際上在長期的時間來講的話，我們的陸地上，冰的體積都很少，那我們現在，冰從什麼時候開始生成，我們現在冰，大概在這個時候開始長，在三千四百萬年前，南極大陸的冰開始有所謂的，永久冰出現，那北極大陸呢？北極格陵蘭的冰大概是兩百七十萬，這我們等一下會在看到，所以，實際上你如果從這個來看的話，地球過去，可以容許的溫度變化範圍，可以容許二氧化碳濃度，比我們現在擔心的所謂的四百PPM，五百PPM，還要來的高，那生物也長期是在這種情況底下是演化出來的。那我們如果把時間尺度在縮短，我們只看最近的所謂的五百萬年，我們一樣是從氧同位素的紀錄來看，那我們剛剛提到三千四百萬，是南極大陸的冰，那北極大陸的冰我們從哪裡看到，從這裡看的到，所以五百萬年來的話，在三百萬年前，地球氣候長期處於一個非常溫暖的情況，所以北極，我們北半球是沒有冰的，那北半球冰呢，開始在哪裡，在三百萬這時候開始出現，然後到兩百七十萬呢，永久冰出現了，所謂永久冰就冬天下的雪，到夏天溶不掉，累積個幾年之後，他就形成冰，所以這表示什麼，氣候開始變冷。從這裡面我們看到什麼，在一百萬年前的話，我們的冰河期的出現，都是比較短的，我們可以持續個四萬年左右，它又恢復到比較溫暖的時候，長期來講，氣候是比較溫暖，但是這種氣候狀況，大概在一百萬年，產生了很大的變化，從一百萬年到現在來講的話，你會發現怎麼樣，長期來講，地球都是屬於冰河時期的，每一次的冰河時期持續的時間大概是以十萬年，十萬年的一個冷的時期之後，我們才有一萬年比較好的光景可以稍稍氣候變的比較溫暖，北半球的冰稍微變的比較少，那這裡面，就有產生了這種序列的變化，那我們目前的位置在這裡，這表示什麼？實際上在兩萬年前，氣候還是非常冷，冰的體積非常的大，一直到現在，我們才到達一個比較溫暖的時候。那你說冰有多大？冰的體積大概這麼大，這是五大湖的位置，你說這一塊冰的厚度有多厚，三千多公尺厚，所以，你可以想像你今天爬到合歡山到武嶺的時候，他看到的都是什麼，都是冰，都是我們從古氣候記錄看的到。
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那我們從這些紀錄，我們可以看到什麼，我們把剛剛那些尺度做一些轉換之後，你會發現怎麼樣，所有的古氣候指標都告訴你什麼，他都有週期的變化，然後這些週期的變化，有什麼，三個氣候周期，十萬年，四萬年，跟兩萬年。那這裡氣候變化週期告訴我們什麼？氣候是會重複出現的，有時候我們氣候型態，他是週期性的在改變，那週期性的改變他代表什麼？代表重複出現，它有固定的控制這些量，導致我們氣候長期會有遵循相同規則在變化，所以這個我們把他叫軌道例假說，就是說地球實際上，氣候是受控於你的太陽輻射量的多跟少，
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那什麼樣會改變我們太陽輻射量多跟少呢？是地球繞至軌道參數的改變，這軌道有這三個週期，那這三個週期，如果大家有興趣，歡迎到西子灣來找我喝咖啡。那我們可以看到的就是說，我們把它整理到這邊，所以如果你把這三個週期疊加在一起之後，跟什麼，跟過去長期太陽輻射量的紀錄，跟我們看到的冰河期的長期變化紀錄，他是疊加在一起的。比如說，我們實際上冰的體積大小受控於太陽輻射量，那這是我們過去可以控制，我們可以預期的，因為他們只要重複出現，我們就可以預期，但目前我們碰到的情況是怎麼樣，我們碰到的是，變數產生了，這變數就是人類，人類的工業文明產生了很大的變數，讓我們現在氣候脫離掉可以預期的狀況。
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所以，我們主要把它整理一下就是說，我們可以看到很多很有趣的氣候指標，而且這種氣候指標，事實上是什麼，是生存在你的環境周圍，只有你想不到，沒有你做不到，只要你想的到，事實上很多東西都可以拿來當作氣候變化指標，都可以告訴你過去氣候的變化。那從這些指標我們整理出來，實際上，地球氣候長期變化主要受控於這些因素，最大的幕後黑手，太陽，那目前多了第二個黑手就是我們：人類，所以這是我們目前做古氣候，沒辦法去做預期的原因在說，我們現在有一些變數是我們沒辦法掌控，所以今天，我們來跟大家分享這一些短短有趣的事情，謝謝大家。
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主持人：
那非常謝謝張教授精彩的演講，我自己覺得張教授有點像是偵探，讓這些不會說話的證據說話，我們得以了解一些古代發生的一些氣候變化，那，我想，許多觀眾朋友也許會很好奇，透過觀察過去的一些氣溫的一些變化，有沒有一些特別的事件或者是有趣的訊息，可以提供給我們現代借鏡的。
講者：
那如果大家剛剛還記得我們剛剛給各位看的最近幾百萬年的氣候資料的話，你事實上可以發現，進入最近一百萬年之後，實際上，地球長期是偏冷的，就是，地球是越來越冷，實際上這週期是，從五千萬年前就開始了。地球一直越來越冷，所以我們地球事實上是已經進入一個長的冰河時期，那如果說在這個長的冰河時期裡面的話，我們現在，所謂的利用化石燃料多燒一點二氧化碳到大氣中，事實上是等於什麼，跟我們冬天穿棉襖跟你的蓋棉被，是一樣的道理。我們實際上，如果地球最終，無法挽回這種所謂冷化的週期的話，那我們事實上，多一點溫室效應氣體，事實上是可以讓地球氣候變的比較適合人類適應，這是我們從長期氣候角度來看的，所以，從長期角度來看的話，氣候暖化不見的是壞事。但缺點是什麼，我們剛剛如果看的到那種所謂的變化，我們談的到的都是什麼，都是幾千年幾萬年的一個尺度，所以，地球氣候是一個萬年的尺度在改變的，那如果我們人類目前做的是什麼，我們是在一百年內，做到地球過去需要用一萬年到兩萬年的時間才能做到的事情，所以，我們剛剛特別提到說，過去地球事實上是長期處於一個二氧化碳高濃度，跟氣候溫暖的時代，所以事實上地球的環境並不怕暖化，但是我們怕什麼，我們怕的是快速的暖化，所以這種快速的變溫的這種所謂的，速率，才是可怕的，濃度那個值，事實上對我們來講不是太可怕，如果你看古氣候的話，地球長期上都是比現在更高的一個情況，但是這種速率是前所未見的，所以，真正要小心的是速率。如果說我們可以抑制這一種速率，我們可以讓氣候控制在我們人類比較能適應的時間的情況的話，實際上，如果說，終究還是要變冷的話，多穿一件衣服，總是沒錯的，大家都怕感冒，所以多穿不一定是壞事，但是前提是，我們要把這個速率控制在地球可以接受的範圍內，這才是比較重要的。