地球冰期：原因、解释及影响

在地球的历史长河中，没有冰川的温暖时期，占绝大部分时间。大地披雪戴冰的大冰期，只占很短促的一瞬，不过是一个小小的插曲而已。就拿最近的5亿年岁月来说吧，地球上出现冰川的时间，不过只有1000多万年。

也许你会问，是什么因素，促使温暖的地球，产生了大冰期里那种比较严寒的气候呢？

关于地球上出现大冰期的原因，有各种各样的解释。到目前为止，世界上将近有100种解释地球气候产生神奇变化的冰期理论。有的用宇宙天文因素来解释，有的用地球本身出现的因素来解释，有的用海陆变化、大陆漂移来解释，有的用大气中二氧化碳增减来解释。纷纭繁杂，莫衷一是，可惜至今还没有一个令人比较满意的解释。

有人说，我们地球所在的太阳系，它在银河系里旋转一周的时间，大约要2亿多年。当它旋转到宇宙微尘粒子比较稠密的区域时，这些微尘粒子阻挡了太阳向地球辐射的部分热量，使地球上出现大冰期。

有人说，我们地球自转的速度是在反复变化的，有时候转得快，有时候转得慢。如果地球转快时，南北两极的寒冷空气会快速涌向赤道，使地球表面得到的太阳辐射热减少，于是出现大冰期。

有人说，大陆上升，会使大陆的气候变得寒冷。一次强烈的地壳造山运动以后，就会接着出现一次大冰期。比方说，元古代末期的那次地壳运动之后，出现了震旦纪大冰期。喜马拉雅造山运动之后，发生了第四纪大冰期。

有人说，在各个不同的地质年代里，大陆的位置是各不相同的，如果大陆漂移到南北两极时，就会成为冰盖的策源地。像2．8亿年前的冈瓦纳古陆，就位于当时的南极附近，因而出现了冈瓦纳冰盖。而当时的北极在今天的夏威夷附近，那里是大洋，所以找不到这次冰期的遗迹。

有人说，地球大气中二氧化碳含量减少时，温室效应减弱，地球就会变冷。地球上岩石的风化会吸收大量的二氧化碳，因此，每次造山运动之后，有大量新鲜岩石暴露在空气中，它们风化后，会使空气里的二氧化碳浓度降低，于是气候变冷，出现大冰期，等等。

这些解释，都有片面性，也缺乏充足的依据，似乎有点公说公有理，婆说婆有理的味道。瞎子摸象，各执一词，很难叫人真正信服。

大冰期的出现，应该是各种错综复杂的自然因素综合影响的结果。当然这些自然因素，是有主有次的，它们互相制约，又互相依存，共同促进了大冰期的出现。但因为我们目前掌握的资料和学识，毕竟是很有限的，要解释清楚地球历史上那几次奇妙的气候变化，目前尚有很多困难。我们只好把这个疑难的问题，留给我们的子孙去解决了。

那么，离我们现在最近的第四纪大冰期，是不是可以解释清楚呢？

尽管还存在着一定困难，但解释这次大冰期的学说，已经越来越多，论据也越来越丰富了。

杰弗逊

在众多的学说之中，获得比较多的人赞同的学说，当推天文假说。天文假说的基本观点，说地球上的全部能量，都来自太阳，地球轨道的变化，会改变地球从太阳那里获得的能量，从而引起地球上气候的变化。

说来有趣，世界上最早提出这种观点的人，是美国独立宣言起草人之一的美国第三任总统杰斐逊。这位杰出的政治家，也是一位很有造诣的学者。1785年，杰斐逊指出，黄道面倾斜的变化，会引起地球上气候的变化。

我们的地球，它的公转轨道的偏心率，一直是在变化的，差不多每隔9．3万年完成一个周期。地球的那根无形的地轴，对黄道面的夹角，也是在不断变化的，从21°30′变到24°30′，差不多每隔4万年完成这么一次变化。1930年，南斯拉夫学者米兰科维奇，综合考虑了地球轨道偏心率和黄道面倾斜等天文因素，绘制出了一条著名的“米氏曲线”。在这条曲线上，代表地球最近60万年以来的几次最小辐射量，恰好对应于第四纪大冰期里最近的几次冰期。

米兰科维奇是一位勤奋好学的天才，学识渊博，精通气候学，对数学、天文学和第四纪地质学也很熟悉，可以说多才多艺。他在没有电子计算机的时代，经过持久不断的努力，绘制出这条“米氏曲线”，在当时条件下，是很不容易的。他的曲线表明，当地球上太阳辐射总量减少的时候，气候变冷，就出现冰期。当太阳辐射总量增加的时候，气候转暖，就出现美妙的间冰期。

太阳辐射的变化，无疑对地球上的温度，产生举足轻重的影响。你也许知道，太阳上有黑子变化，每11年为一个周期。太阳黑子的变化，能相应引起地球上温度和降水的周期性变化，这种变化甚至引起一些冰川发生变化。对地球来说，太阳黑子的变化，是很微不足道的，它居然能影响到一些冰川的变化，那么地球轨道的变化，引起冰期和间冰期的交替出现，是可想而知的了。

米兰科维奇(www.xing528.com)

1978年，美国哥伦比亚大学的海斯教授，进一步论证了地球轨道变化引起冰期出现的可能性。

海斯根据从海洋底部采集到的岩芯资料，经过氧同位素的分析，认为在第四纪大冰期中，冰期大约每隔10万年发生一次。在最近的200万年时间里，冰期已经出现过20次。这差不多与地球公转轨道发生变化的周期是一致的。我们知道，地球环绕太阳运行的时候，由于木星的引力，使地球公转的轨道，在一个圆形轨道与椭圆形轨道之间循环变化，完成一次变化的时间大约需要10万年。当地球公转轨道变化到圆形轨道时，因为地球不再像椭圆形轨道期间那样靠近太阳，因此，夏天比较凉爽，再也不能融化掉当年降下的全部冰雪，冰雪逐渐积累起来，于是冰期来临了。当地球处于椭圆形轨道时，它有时离太阳远，有时离太阳近。地球离太阳最近的时候，正是北半球的夏天，这时候，北半球接收到的热量能够融化掉比当年降落的冰雪更多一些的冰雪，于是处在北半球的那几个大冰盖消失了，出现了大冰期里的间冰期气候。

目前，地球正处在椭圆形轨道的位置，逐渐向圆形轨道变化。因此，我们正在从一个间冰期，走向另一个冰期。一旦地球轨道恢复到圆形时，新的冰期又会来到，冰流将会重新出现在北欧和北美大陆上。

当然，除了上面介绍的天文假说之外，关于第四纪大冰期里冰期与间冰期反复交替出现的原因，还有许多别的假说。我们不妨再介绍3种。

你知道吸铁石吧？吸铁石也叫磁铁。它为什么能吸铁呢？因为它有磁性。一块吸铁石，有两处磁性最强的部分，叫作磁极，它们分别接近吸铁石的两端。我们的地球，实际上是一块大的吸铁石，所以它也有两个磁极。处于北极方向的叫北磁极，处于南极方向的叫南磁极。说起来非常有趣，地球的南北磁极，可以互相倒转。在南北两个磁极互相倒转的过渡时期，地球上的磁场显得相当微弱，使得带电粒子和宇宙尘埃弥漫在大气层里，结果出现比较多的雨雪天气。有人指出，上次磁极转换时，大雨大雪断断续续下了数百年。这样，太阳很难照暖地球，气温显著下降，于是冰期就到来了。

美国学者欧文和东恩，提出了一个更有趣的假说。他们认为，第四纪大冰期里北半球那几次来而复去的大冰盖，是由于北冰洋反复封冻和解冻而引起的。

请你找一张北极圈地图，看见了吧，北冰洋周围都是大陆，仅有2条通道与大西洋和太平洋相通。一条通道是格陵兰和欧洲之间的格陵兰海，另一条通道是亚洲和北美洲之间的白令海峡。然而，格陵兰海和白令海峡，都是很浅的陆棚。北冰洋就处在这样一个几乎是半封锁的环境里，与外界的潮流循环很不畅。

当北冰洋周围的大陆被冰川覆盖的时候，由于海洋里的水分转移到冰川上，海平面下降了，北冰洋与外界的二条通道上，陆棚露出海面。这时候，北冰洋完全被封闭起来。一旦出现这种情况的时候，物极必反，就非常不利于冰川的继续发展。这时候，北极圈上空的冷高压非常强盛，阻挡南方的暖湿气流向北流动。被冷高压控制的广大地区，降水十分稀少。因而，北冰洋四周的冰盖，将因为降雪减少而自动变薄退缩，趋于消失。冰盖一旦消失，这时就进入了间冰期。

间冰期里，大量的冰川融水排泄到海洋里，使海面上升。这时候，太平洋和大西洋的温暖水流，再度通过白令海峡和格陵兰海，进入北冰洋，使北冰洋的温度上升，逐渐解冻，湿度也跟着增加。一旦北冰洋全部解冻，就很不容易再形成强劲的冷高压，南方的暖湿气流可以北进到北冰洋沿岸。到那个时候，北冰洋周围到了冬季，又将成为大雪纷飞的世界，它沿岸的冰盖又会重新发展起来。

第四纪的300万年岁月里，这样的过程至少已经重复了五六次。现在正处在新冰期的准备阶段，1万多年后，北冰洋将会全部解冻，然后，新的冰期又将开始。

北冰洋的拉普帖夫海里，有个小岛。在150年前，这个小岛还长14千米，宽4千米，被正式描绘在帝俄时代的地图上。可是今天，这个小岛已经从地球上消失了。它沉到海底去了吗？没有。那它怎么会消失呢？原来，这个小岛，并不是一个真正的海岛，却是一块冰期时代搁浅在北冰洋里的大冰块。风从南方带来尘土，尘土沉积在冰块上，积起一层80厘米厚的土壤。候鸟们又不辞辛苦，把植物种子排泄在小岛上，长出了稀稀落落的植物。这样，一块搁浅的冰块，蒙蔽了人们的眼睛，以为它是个海岛了。由于北冰洋在不断变暖，从底下逐渐把这个小岛融化掉了。这个例子，增加了欧文和东恩的北冰洋假说的说服力。

与北冰洋假说遥遥相对的，还有一个南极冰盖跃动假说。

这个假说说，南极冰盖跃动会引起第四纪大冰期里冰期与间冰期交替出现。

你还记得前面提到过的那些脾气古怪的冰川吧？其实，南极冰盖也有一点古怪的脾气。正像那些老实人一样，平时脾气温顺，一旦什么事触发出他的脾气来，就一鸣惊人，南极冰盖也有这种一鸣惊人的时刻。

在间冰期里，南极冰盖的某些部分变得比较不稳定，最终会引起冰盖的跃动。一旦冰盖发生跃动，大量的冰块伸进南极周围的洋面上，形成比目前还要巨大得多的冰架。面积巨大的冰架掩盖海洋，使这些地方的反射率由原来的8%提高到80%。这样会引起地球上的气候带，向赤道方向位移，使地球的热量收入，减少4%左右。地球上热量收入减少，相应的会压低地球的0℃等温线的位置，使得北半球的陆地，逐渐形成冰盖。

假如南极冰盖跃动后的冰流位置保持不变的话，冰期将会长期继续下去。然而，南极冰盖不可能长期处在跃动状态中。在它跃动一段距离后，快速流动的冰体会停歇下来，伸进海洋的冰架得不到充裕冰源的补充，会渐渐缩小，于是海面又重新露出，反射率又重新回复到原来的8%，地球的0℃等温线又会上升，地球脱离冰期。

南极冰盖跃动一次的周期，有人估计为10万年左右，恰好与大洋岩芯所揭示的气候回旋资料是一致的，因此，这个假设一度引起人们的注意。

然而，至今还没有一个假说，能像地球绕太阳转动那样完全能站得住脚，被人们所信服。但是，冰期的存在是客观事实，冰期的原因也是客观事实。也许会有一天，你能把这个问题解释清楚呢！