大冰期

地球上曾经发生过三次大冰期，即震旦纪冰期、石炭一二叠纪冰期、第四纪冰期。许多次小冰期组成一次大冰期，最近的一次大冰期是70万年前开始的，至今已发生过七次小冰期。那么什么叫冰期？冰期就是地球 历史 上大规模的寒冷时期。那时，不仅地球的南极、北极和高山顶上分布着冰川，连一些纬度较低的温带地区和海拔较低的山岭上也分布着许多冰川。地球上为什么会出现冰期呢？

1831年，德国地质学家希辛格尔第一个推测，第四纪冰期的出现跟第三纪的造山运动有关，他认为造山运动所造成的海陆分布不同导致冰期的发生。造山运动后，地球上出现了一些高耸的大山，这就为形成山岳冰川提供了条件。不断升高的山和日益增厚的冰雪，促使山区周围的气温下降，并逐步影响到全球，当全球平均气温下降到一定程度，就出现了冰期。有很多人提出疑问，造山运动剧烈的时期和冰期并不完全一致，上述理论无法解释这一点。

1896年，瑞典地球物理学家阿列尼乌斯猜测，产生冰期的原因可能是植物。他认为，空气中二氧化碳比现在增加2~3倍时，地球上的年平均气温就会升高8 ~9 .温暖的气候和高浓度的二氧化碳，有利于植物大量繁殖。植物大量繁殖的同时，又大量消耗二氧化碳。当空气中的二氧化碳降低到现在含量的一半时，地球的年平均气温就会降低4 ~5 ,足以导致中、高纬度地区广泛发育冰川，从而产生冰期。这种说法有明显缺陷： 历史 上植物十分茂盛的时期之后，并没有出现冰期，相反，六七亿年前震旦纪大冰川时期，地球上的生物远没有现在繁盛。有人提出了尘幔说。他们认为，由于地球上火山猛烈喷发，大量的火山灰仿佛给地球撑起了一把巨大无比的尘埃大伞，张起了一道尘幔，尘幔挡住了阳光，地球温度迅速下降，最终产生冰期。问题是，并不是每次造山运动后都有冰期出现，虽然造山运动时期也是火山极盛时期。

1920年，塞尔维亚天体物理学家米兰柯维奇亮出了天文说。他认为，地球上出现周期性冷暖变化的根本原因，是地球表面受到太阳光照射不均匀的缘故，因为地轴的偏斜、地球的颤动等造成地球围着太阳转动时有近日点和远日点的差别。天文说得到很多人的支持，但它只解释了一个大冰期中的冰期和非冰期的交替，没能解释清楚整个大冰期产生的原因。另外还有别的观点，但同样仅仅是假设罢了。

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大冰期是指在地球历史上发生的全球范围的气温剧烈下降、冰川大面积覆盖大陆，地球处于非常寒冷的时期。 在地球的历史上，曾发生过距今较近的三次大冰期，即震旦纪大冰期、石炭-二叠纪大冰期和第四纪大冰期。 震旦纪大冰期约出现在距今7～9.5亿年以前，当时地球上的许多地方都覆盖着厚厚的冰层，最厚的冰层达几百米甚至上千米。从西伯利亚到我国北方和长江中下游，从西北欧到非洲，从北美到澳大利亚南部，几乎到处都是白茫茫的雪原和林立的冰山。 石炭-二叠纪大冰期约出现在距今2亿多年以前。这次大冰期主要影响南半球的澳大利亚、南美洲和非洲等地。现在的南美和非洲的一些地方，还可看到当年冰川活动留下的痕迹。 第四纪大冰期是距今最近的一次大冰期，约出现在200万年前。这次冰期的情况比较复杂，除了冰期持续时间长外，在大冰期中还出现了温度相对较高的温暖期，称为间冰期。据地质学家研究，在整个第四纪中曾出现过四次寒冷的冰河期和三次温暖的间冰期。在寒冷的冰河期中，即使在赤道非洲的许多高山上，都有规模很大的冰川活动。当时我国的长江流域和西南地区山地也有冰川活动。当冰河期结束后，间冰期开始了，这时整个地球气温回升，冰雪慢慢消融，巨大的冰川逐渐向北撤退，中低纬度的植物重新泛起新绿，树林中的各种动物也开始活跃起来了。 冰川是冰期的产物。冰川有两种形式，一种叫做大陆冰川，另一种叫做山岳冰川。我们现代所能看到的大陆冰川有南极冰川和格陵兰冰川，而我们能看到的山岳冰川却很少。现在，地球中高纬度的高山地区仍发育着第四纪冰川。冰川以它巨大的能量塑造了独特的冰川地貌景观。山岳冰川地貌有角峰、刃脊、冰斗等类型。

前寒武纪中期大冰期：此冰期是已知地球上最早的大冰期。以加拿大南部和美国大湖区西部的休伦群高干达组冰碛层为代表，该地层年代为距今27—23.5亿年前。另外，在南非、澳大利亚西部、印度都有这次冰期的产物。这次大冰期约持续4000万年。 前寒武纪晚期大冰期：这是约距今9.5—6.15亿年前的一次影响广泛的大冰期。其遗迹除南极大陆尚未发现外，世界各大陆的许多地方都有保存，并多被非冰川沉积岩层所隔开，表明该冰期是多阶段性的。最早发现于苏格兰、挪威，此后在中国、澳大利亚、非洲、格陵兰和北美相继发现。以挪威北部芬马克的冰碛岩为其代表。在中国则为震旦系底部带擦痕的南沱冰碛层，主要分布在长江中下游等处。 早古生代大冰期：这是发生在奥陶纪晚期至志留纪早期的大冰期。约距今4.6—4.4亿年前，有人认为可能延续到泥盆纪晚期（3.6亿年前）。其冰碛岩见于法国、西班牙、加拿大、南美、北非及俄罗斯新地岛。北非的冰碛岩露头极佳，并保存有若干冰川地貌的遗迹，如保存极好的冰壅构造、鼓丘、蛇形丘和砂楔等地形。 地球表面曾覆盖着大规模的冰川 晚古生代大冰期：此冰期发生在石炭纪中期至二叠纪初期。当时全球气温普遍下降，形成大面积的冰盖与冰川，持续时间长达8000万年，是地球历史上影响最为深远的一次大冰期。见于印度、澳大利亚、南美、非洲及南极大陆的边缘。澳大利亚东南部和塔斯马尼亚岛是这次大冰期冰川作用最强的地区。 晚新生代大冰期：这是地球历史上最近的一次大冰期。自新第三纪出现冰期与间冰期交替，一直延续至今。早在渐新世，南极就开始出现冰盖，中新世中期冰盖已具规模，是最早进入冰期的地区。第四纪初期的冰期环境波及全球，中期达到最盛，所以晚新生代大冰期主要指第四纪冰期。当时，北半球有两个大冰盖，即斯堪的纳维亚冰盖和北美劳伦冰盖。前者的南界到达北纬50°，后者达北纬38°附近。此外，在中、低纬的一些高山区还发育了山麓冰川或小冰帽。大约在8000—10000年前，全球又普遍转暖，大量冰川和冰盖消失或收缩，地球进入冰后期。但是，诸大陆的冰川和冰盖并未完全消失。 冰期中间会存在较温暖的间冰期

大冰期的成因，有各种不同说法，但许多研究者认为可能与太阳系在银河系的运行周期有关。有的认为太阳运行到近银心点区段时的光度最小，使行星变冷而形成地球上的大冰期；有的认为银河系中物质分布不均，太阳通过星际物质密度较大的地段时，降低了太阳的辐射能量而形成地球上的大冰期。“冰川是气候的产物”，这是冰川学界的流行说法。那么，气候又是什么的产物呢？笔者的说法是“气候变化是地球系统的变化在大气圈中的反映”。冰冻圈是地球系统的一部分，所以我们可以说“气候的一部分是冰川的产物”。当然，气候的主要部分应该是地圈（包括壳、幔、核）的产物，因为地圈占地球系统总质量的99.9%。冰川与气候的关系紧密，它们同时受地圈变化的制约，我们甚至可以说“冰川和气候同是地圈变化的产物”。地圈的变化又受宇宙因素的制约，笔者经过长期研究，提出如下观点：宇宙磁场与地核磁流体的电磁耦合作用，可能是地球表层各系统变化的根本原因，也是冰川与气候变化的根本原因。原始太阳系约诞生于50亿年前，如果以最靠近银心点为新银河年的开始，太阳已经过了十三个新年，我们的地球也过了十二个新银河年，虚岁为13银河岁。过新银河年前的阶段也许是地球最为冰冷的，也是银河冬季（地球大冰期）中最冷的，太阳系很快又要过新年了，时间约在800万±400万年以后，相对于漫长的银河年来说现在约到了“12月20”。近十亿年以来，太阳系的银河年变短得很厉害，一些研究者按照太阳系的飞行速度，得到太阳系绕银河运转一周需要的时间约为2.5亿年，与Stainer给出各银河年的时间间隔并不矛盾。近银心点附近为地球的银河冬季，有望由此来破解远古时期大冰期的发生情况。太阳系的飞行速度越来越快，绕银河系运行的周期越来越短，也许不再需十几个银河年，太阳系就不再留在银河旋臂里而跑到了离银河中心更近的区域，那时太阳跑得更加飞快，地球的自转速度要比现在的金星和水星还要慢，一年也许只有几十或十几天。现在太阳系正在近银心点附近运行，大约尚需800±400万年才到达最靠近银河中心的地方，根据上二次大冰期结束于近银心点之后的500至1000万年，第四纪大冰期（叫“新生代大冰期”更合适）若从其规模的1600万前始算，推测大冰期至少还要经历1500-2500万年才结束，主冰期长在3000-4000万年以上，而石炭-二叠纪大冰期长约8000万年，震旦纪大冰期长约6000万年。有人说第四纪大冰期即将过去而第五纪大冰期将来临简直是无稽之谈；说由于人类温室气体的排放，全球的冰川和极地的大冰盖将会全部融化也是杞人忧天，人类的小胳膊怎能与大自然的铁大腿抗扭。大冰期与银地磁耦合在地球的46亿年历史中，一般公认曾出现过7次大冰期，关于其成因很多学者提出多种假说，但均不能令人信服。最近笔者提出：当银河系旋臂磁极与地球磁极同向，且相互作用时间在40Ma以上者，将出现大冰期。地磁极性的倒转存在着3亿年的长周期。一个银河年的长度从20亿年前的4亿年逐渐缩短，到最近一个银河年其时间长度仅约2亿年。现在太阳系正经过银河系的一个旋臂，其磁极方向为正（与现代地磁极相同）。将银河系两个旋臂（它们的磁极性刚好相反）经过地球的时间与地磁场倒转的时间标在图1上，可见当银河旋臂与地磁极性方向相同，且同号时间维持在40Ma以上者。近40亿年来共出现过8次（表1）。其中最近7次刚好对应着7次大冰期。表1 银地（磁）耦合C型与大冰期出现时间对照（单位：亿年）41.2 39.7 38.2 36.7 35.2 33.7 32.2 30.7 29.2 27.7 26.2 24.7 23.2 21.7 20.2 100Ma前⒛2 18.7 17.2 15.7 14.2 12.7 11.2 9.7 8.2 6.7 5.2 3.7 2.2 0.7 0 100Ma前众所周知，大冰期总是与造山运动相伴出现，这有其必然性。因为地势平坦时，大气热机效率很低，使得行星风系很弱，极——赤温差很小，不会形成大冰期；只有当造山运动使地势变得不平坦时，大气热机效率才会大提高，使行星风系大增强，极地大降温，才能形成大冰期。第四纪大冰期是与青藏高原隆升紧密相伴的。造山运动的构造营升力来自于地核环流转变为“强对流型”，而银河旋臂与地磁极同向且相互作用时间在40Ma以上，是使地核环流被激发为“强对流型”的必要条件。青藏高原的隆升与第四纪大冰期的形成是说明上述观点的一个典型个例44.57MaBP，地球磁极开始转为正向，它与银河系的正极旋臂即开始相互作用，使地核环流从“准地转型”开始向“强对流型”过渡，青藏高原开始抬升，随着地磁极性倒转为负极，高原抬升运动停止，变为夷平运动。如此在45Ma的时间内经历多次反复2.5MaBP青藏高原被抬升至2000m左右的高度，高原季风大转型，才开始出现第四纪大冰期。冰期与地磁强度变化冰期、间冰期为105a的旋回，比大冰期短3个量级，一般认为它是米氏周期的结果，但有很多问题用米氏理论解释不通，如近73万年来青藏高原被公认为有3次冰期，即末次冰期（1～7万年前）、倒数第二次冰期（13～30万年）和倒数第三次冰期（50～72万年），其时间间隔远超过10万年，用米氏理论不好解释。事实上，地球轨道的三要素的综合可使极地的太阳辐射量变化达20%～30%，但使中纬地区的变化量却小于5%，因此笔者认为关于青藏高原冰期的成因应另寻解释。用地磁场的变化或许是一种更合理的解释。“倒三冰期”是青藏高原隆升的冻结高度时，所必然出现的一次“最大冰期”。从Kukla(1987年）给出的西峰磁化率曲线可知，1～7万年前和22～35万年前为两个磁化率低值时段，它们基本上与末次冰期和倒数第二次冰期相吻合；而8～13万年和48～55万年为磁化率高值时段，它们又与间冰期基本相合。再从王苏民等（1996年）给出的若尔盖剖面的结果可见，2～5万年之间出现过4次磁极性漂移（极漂），16～26万年之间亦出现过5次极漂，而5～16万年之间仅出现过1次极漂，极漂事件频繁的两个时段，恰好对应着两次冰期；极漂事件很少之时，则对应着间冰期。这亦表明：地磁弱时易出现冰期，地磁强时易出现间冰期。这一结论似乎与上一节的结论有矛盾，其实并不矛盾，形成大冰期的直接原因是地形隆起，它要求磁场强，且相互作用时间较长；对冰期，甚至小冰期和冰川波动，因时间尺度较短，地形的升高已不是主要矛盾，它所要求的地地热释放较少，有利于降温，地磁弱时较容易满足这一条件。小冰期与太阳磁场变化15、17、19世纪亚欧大陆发生了三次明显的冰进，冰川学界称之为“小冰期”，它的时间尺度是102a，比冰期又短3个量级。这3次冰进刚好与3次太阳黑子极小期(19世纪极小）基本对应，其中出现在17世纪的Maunder极小期是2000多年来太阳黑子最少的一个时段。黑子少意味着太阳磁场弱，它与地磁场的耦合作用亦将变弱，致使冰期前进。小冰期是地球史上有名的灾害群发期（所谓“明清灾频期”），另一个“两汉灾频期”也是出现在太阳黑子的极小期中。大地震大旱魔在中国大地上接连逞凶。从冰芯记录中可知，在高山冰川区“小冰期”是一个低温、降水略多的时段，这与同期山外平原区是一个低温、干旱时段有所不同。这种差异似乎是大气中地形性热力环流调整的结果。冰川波动与气候变化冰川波动一般包括冰舌进退（其特征时间为101a）和冰川物质平衡，零平衡线高度变化（其特征时间为100a）等几项内容，它们均与短气候变化紧密相联。近40多年是各种地学资料最多的年代，可以进行较仔细的讨论。有些气候学家认为，在这段时间里出现过两次气候突变，一次在60年代中，一次在80年代初。或者说，可以将此40多年的气候分为三个时段。以下将60年代中至70年代末这一时段简称为70年代，重点讨论此时段的冰川与气候波动及其可能原因。70年代是北半球的低温时段（南半球为高温时段），中国大部份地区是低温少雨时段，青藏高原积雪面积亦变小。可是由于地形性热力环流的调节，使高海拔区在该时段的降水反略有增加，于是前进冰川的比例大为增加。这一点与“小冰期”的情形颇为相似。70年代是地球自转的慢段，是太阳黑子的相对低值时段，也是中国大陆地震多发的时段。这些特点均与“小冰期”相似。它们之间是否有什么共同的地球物理过程在其中起作用？这是值得地球科学家着力研究的问题。

冰期（冰川时期）是地球上“地球表面覆盖有大规模冰川”的地质时期。而间冰期是地球上“两次冰期之间为一相对温暖”的地质时期。



地球历史上曾发生过多次冰期，最近一次是第四纪冰期。地球在40多亿年的历史中，曾出现过多次显著降温变冷，形成冰期。特别是在前寒武纪晚期、石炭纪至二叠纪和新生代的冰期都是持续时间很长的地质事件，通常称为大冰期。



大冰期的时间尺度达107年～108年，大冰期内又有多次大幅度的气候冷暖交替和冰盖规模的扩展或退缩时期，这种扩展和退缩时期即为冰期和间冰期。



冰期有广义和狭义之分，广义的冰期就是大冰期，狭义的冰期是指比大冰期低一层次的冰期。



大冰期是指地球上气候寒冷，极地冰盖增厚、广布，中、低纬度地区有时也有强烈冰川作用的地质时期。大冰期中气候较寒冷的时期称冰期，较温暖的时期称间冰期。



大冰期、冰期和间冰期都是依据气候划分的地质时间单位。大冰期的持续时间相当地质年代单位的世或大于世，两个大冰期之间的时间间隔可以是几个纪，有人根据统计资料认为，大冰期的出现有1.5亿年的周期。冰期、间冰期的持续时间相当于地质年代单位的期。

地质时期三次大冰期，温暖期长的原因如下： 一、震旦纪大冰期 在距今6—7亿年间，也就是地质史上的元古代的末期，地球上出现了前所未有的寒冷气候。在加拿大、美国和我国江南地区的古地层中都有那个时期的冰碛层遗迹，这就是地球史上的第一次大冰期，称之为“震旦纪大冰期”。 冰川影响所及，几乎是寸草不生，自然界呈现一派空寂冷漠的景象。但在我国华北、东北地区却发现了大量只有在气候温暖干燥的环境下才能形成的石膏层。这表明，在世界规模的震旦纪大冰川时期，也存在小范围的温暖地区，在持久的寒冷时期也有相对短暂的温暖时期。 在这次大冰期之后，一个新的地质时期——古生代开始了。古生代前期是海生藻类时代，中期是陆生孢子植物（如蕨类）时代，后期则出现了地球史上最早的原始森林。 在距今大约5亿多年前，地球进入了一个新的历时3亿年以上的范围广阔的大间冰期，即寒武纪——石炭纪间冰期。间冰期就是气候相对温暖的时期，在这个大间冰期内，地球气候显著变暖，冰川向极地和高山退缩，而石炭纪则是这次大间冰期的极盛阶段。 二、石炭——二迭纪大冰期 在距今二亿至三亿年，地球又发生了第二次大冰期。这次大冰期始于石炭纪末期，止于二迭纪中期，大约延续了一亿年。根据动植物化石和冰碛层的分析发现，这次大冰期主要影响南半球，被称为“南半球的冰期”。 在这次大冰期的后期——二迭纪，我国南部地区非但不冷，反而相当炎热潮湿。比如已发现的大量二迭纪珊瑚礁就是明证。此外，在中南半岛、马来半岛以及欧洲南部等地区，同样是炎热而潮湿的气候，在这些地区还发现了二迭纪煤层。 石炭——二迭纪大冰期过后,全球气温不断升高，最后形成了地球前半生中最为炎热的地质时代——中生代。这个时代从距今二亿三千万到七千万年为止，经历了大约一亿六千万年的历史。 在这个时代,即使在地球南、北极地区的气候也是相当温暖湿润，呈现着森林密布的亚热带景象，地质学家称之为中生代“三迭纪——第三纪大间冰期”。在这次大间冰期的早期，大陆性气候显著,干燥带迅速扩大。北美、欧洲和我国的红土沉积范围广阔，说明当时气候炎热、氧化剧烈。 三、第四纪大冰期 从距今七千多万年前开始,地球又进入了一个崭新的时代——新生代。新生代分为第三纪和第四纪两个地质历史阶段。 新生代中期是地球气候由温暖走向寒冷的过渡阶段，温带地区开始草原化和荒漠化。在新生代第三纪后期，气温急剧下降，到距今三百万年的第四纪，终于出现了一直持续至今的大冰川期——第四纪大冰期，也是地球史上已知的第三次大冰期。 在两个亚冰川期之间的亚间冰期，气候变得温暖而干燥，北极气温比现代高出10℃以上，低纬度地区气温也比现代气温高5—6℃.热带和温带气候带向北扩展,动植物群也随之向高纬度迁移。极地附近的冰盖逐渐融化并消失，引起了海平面上升。 第四纪的地球气候有着极为显著的冷暖变化和干湿变化。一些科学家认为，现在距第四纪大冰期开始的时间长度，还没有达到地球气候史上大冰期的时间长度。 前两次大冰期都有几千万年的时间长度，而第四纪大冰期只有200多万年的时间长度。因此，现在仍处于第四纪大冰期中的一个阶段。与整个地球气候史比较，现代气候仍然处于比较寒冷的时期。 参考资料来源：百度百科-冰期 参考资料来源：人民网-7亿年前 谁让“雪球地球”解冻