簡介
冰川的發生是極地或高山地區沿地面運動的巨大冰體。由降落在雪線以上的大量積雪,在重力和巨大壓力下形成,冰川從源頭處得到大量的冰補給,而這些冰融化得很慢,冰川本身就發育得又寬又深,往下流到高溫處,冰補給少了,冰川也愈來愈小,直到凍的融化量和上游的補給量互相抵消。
一般冰川為舌狀,冰川面往往高低不平,有的地方有深的裂口,即冰隙。冰川可分為大陸冰川和山嶽冰川兩大類。
地質演變
在漫長的地質史上,地球曾歷經三次溫度持續下降的時期,地理學家將之稱為“冰河期”,其中前寒武紀與古生代的冰河期持續了幾千萬年,新生代的冰河期則持續了兩百萬年。關於冰河期的成因學界至今仍無一定論,部份學者認為,可能和地球自轉時,地軸周期性傾斜角度的改變,導致陽光照射量減少有關。冰河期的發生,至今仍是自然科學的一個謎。雖然科學家已相當肯定地球的繞日軌道和自轉軸的變化,與冰河期的發生有密切的關係,但這些變化並不會改變太陽的入射能量,只改變了入射陽光的分布,卻能引起地球上氣候極大的變化,這令科學家十分困惑。
大約是人類剛出現在地球舞台的兩百萬年前,地質史上第三次冰河期“第四紀冰河期”同時揭開序幕,全球各地氣溫開始下降,北半球中緯度地區的歐洲、北美洲和格陵蘭,都被北極一路延伸過來的大冰蓋所復蓋。這段期間,歐洲共發生了五次冰河期,北美洲及中國大陸則發生了四次冰河期。至於台灣,目前只確定雪山地區在最後一次冰河期,也就是七至一萬年前的更新世晚期曾發生過冰河。學者們將其稱之為“雪山冰期”。
冰川演變
第一紀冰川期在5.7億到6.8億年前的先寒武紀里,我們的地球經歷了第一紀冰川期。那次冰川大規模覆蓋了澳洲、歐洲、美洲和亞洲部分地區;
第二紀冰川期
在4.1億到4.7億年前,地球遭遇第二紀冰川期。此次冰川覆蓋了非洲、南美洲、歐洲、北美洲北部地區;
第三紀冰川期
地球經歷的第三紀冰川期是在2.3億到3.2億年前,冰川覆蓋面積擴大至整個南半球;
第四紀冰川期
著名的第四紀冰川期是從250萬年前開始並一直持續至今,我們現在就生活在第四紀冰川期里。在第四紀冰川期之初,冰川覆蓋了整個北半球。第四紀冰川期之後的大冰期,自然就是第五紀冰川期了。
物種變遷
250多萬年前,地球經歷了一次巨大的氣候變化,因為第四紀冰川期到來了。第四紀冰川期的到來,使得地面溫度下降了10度以上,導致大批物種滅絕。如此大規模的物種滅絕實在是一件可悲可嘆的事情。不過從地球的角度看,在地球40多億年的歷史上,這只是一件很不起眼的平常事而已。而且即便地球真地有思想,他這時候更關心的,也應該是一個新出現的物種,這個新物種後來對地球造成的影響,比之前的其他物種都要大得多。這個物種就是後來進化成現代人的古猿。因此對於人類而言,這次冰川期的到來,才是一件驚天動地的大事。
這次冰川期直到現在也沒有結束,而我們之所以沒有被凍死的原因,在於一個大的冰川期內,還有著多個小的冰期和間冰期,一個冰期或間冰期的時間可能長達幾萬年。在6-7萬前的那個冰期里,地球上超過20%的陸地面積被冰川覆蓋。中國東邊的黃海幹了,以至於那時候流入黃海的長江繼續向東,越過濟洲島,留下了600多公里的河道,這條海底古河道目前已經被探測發現。
3萬年前,地球進入了一個相對溫暖的間冰期,冰川融化,海水上漲。黃海的海岸比現在內侵100多公里,也就是說,青島、煙臺當時都不是陸地,而山東濰坊已經是海邊了。
全球變暖
目前地球正處於第四紀大冰期的後期。最近一次冰川廣布的情況是在1萬多年前結束的。此後氣候總的來說在逐漸變暖,冰川逐漸消融,規模變小,現在冰川的面積只占陸地面積的10%。觀測的結果告訴我們,阿爾卑斯山上的冰川在1876—1934年間面積減少了15%,較大的冰川縮短了1—3.5千米。喜馬拉雅山上的絨布冰川,冰舌中部近百年來減薄了約50米。但也不是直線下降,仍有時冷時熱的變化。不過,從長期來看,總的趨勢是變暖了。說到這兒,可能有人會問,目前不是大家都在關注“溫室效應”和“全球變暖”嗎,那么地球到底將會越來越熱,還是越來越冷?其實這個問題是局部與整體的關係問題,“溫室效應”與“全球變暖”是由人為因素導致的短暫氣候變化,它與地質歷史上的冷暖變化比起來是極其微小的,只是一個局部現象,對整個地球氣候變化的總趨勢產生不了影響。但是這並不是說溫室效應無足輕重了,溫室效應的加劇會導致短期氣候異常,進而影響人們的正常生活。
生物命運
第四紀冰川期的來臨,導致了大量生物物種的滅絕,因為在第四紀冰川期之前存在一個比較長的間冰期,那時氣候溫暖,環境適宜生物生存,可以說是一個很舒適的“太平世界”。俗話說“生於憂患,死於安樂”,生物生存 在這樣的環境裡其適應性就逐漸變差,甚至退化,結果在大規模冰川來臨的時候,很多物種便走向滅絕。比如現在我們在化石中看到的長毛象,就曾經大量生活在第四紀冰川期來臨之前的間冰期。同時,在冰期里部分物種滅絕,也會有新的物種誕生,比如地球上最高等生物———人類,就是在第四紀大冰期中誕生並進化的。
但是正如第四紀冰川期中大量動物因不適應新環境而滅絕一樣,人類似乎也正面臨生死挑戰。最近有美國專家稱,人類進化正趨於停止。若果真如此,這對人類本身是一個非常危險的信號,停止進化就是退化的開始。如果人類不能不斷地提高自身肌體的抵抗能力,而只滿足於享受“舒適”的自然環境和高科技帶來的“免疫”能力,那么,可以想像在下次大冰期來臨時,人類將面臨全面毀滅的嚴酷命運。
冰川來臨
德國波茨坦氣候變化學研究所的研究人員斯台芳.拉姆斯托夫通過計算模型證明,全球氣候變暖將改變海灣暖流的流向,從而導致歐洲大陸進入冰期。根據拉姆斯托夫的研究,全球氣溫升高最終可能導致歐洲出現區域性冰期。氣候學家甚至間接地證明,海灣暖流熱效應在大西洋北部海域已明顯減小,歐洲的氣候變得越來越反覆無常。中國科學院蘭州高原大氣物理研究所的湯懋蒼等專家認為,現在地球正在從“太平世界”緩慢地向強對流型轉化,屆時強造山運動和熱能向機械能轉化的現象又會出現,一個新的大冰期很可能會降臨地球,他們還根據自己的模型推測第五紀冰期大概將在1億年後來臨。
面對眾說紛紜的研究結論,我們只能說第五紀冰川來臨的可能性比較大。但在一個短時期內還很難確定其趨勢,這仍然需要我們進一步的深入研究。
科學研究
在上次冰川期前,地球上生活著猛獁、劍齒虎等兇猛的動物,可是突然之間它們都消失了,沒有人知道原因。一萬三千年前地球的氣候和今天並無太大差別。但就在那時,天氣發生突變,地球神秘地回到冰川期,一些曾經生活在地球上的大型動物消失了:這其中包括猛獁,它們長得像現代大象,但是有著厚厚的毛皮和巨大的牙齒;還有劍齒虎和美洲駱駝等漂亮兇猛的動物。這些神奇的動物當時已經主宰地球超過10萬年,卻像6500萬年前的恐龍一樣突然就
不見了,和恐龍不同的是沒有人知道這其中的原因。
古代冰川不但美麗,還像一個地球歷史的信息儲藏庫,記錄了地球上每一年的氣候變化。這些冰川就像巨大的計算機硬碟,裝滿了冰凍的數據,其中包括古代微塵。雪攜帶著小小的塵埃微粒,其中包括來自火山、森林大火和隕星撞擊產生的微粒。格陵蘭島巨大的冰蓋中某一處也許就隱藏著毀滅猛獁的隕星撞擊事件留下的化學痕跡。但是要如何找到屬於那個時代的冰層?在格陵蘭島的短暫夏季,保羅·馬尤斯基和同事安德烈·庫巴托夫一起來到格陵蘭島。庫巴托夫是分析冰川,尋找微粒子的專家。他們要尋找封鎖在冰裡面的外星材料,比如銥元素。第一步是在廣闊的古代冰蓋上找到屬於12900年前的冰層。
冰川儲存每年落下的雪,一層一層清晰可見,就像樹的年輪一樣。在冰蓋的邊緣,這些冰層暴露出來。形成自上次冰川期的冰層是灰色的,因為那時乾燥的氣候造成土壤流失,將大量塵埃送入大氣層,這些塵埃又被封凍在冰層里。灰白相間的冰層可通過航拍照片看到。猛獁滅絕年代的冰層就在這些灰色條紋中間。在夏季,當冰川表面的雪融化,從表面就可看到冰層顏色的差異。通過辨別顏色,科學家找到了一片可能屬於那個時期的冰層。但是要確實證明冰層的年代,還需要把樣本送進實驗室,經過複雜的分子分析。