概述
冰河世紀,地球在1.3萬年之前經歷過一次大冰凍時期,這一時期持續了1000多年,導致整個北半球的平均氣溫下降了10度左右,當時一個冰蓋融化造成大量的淡水如洪水一般突然湧入北冰洋,致使氣候發生了重大變化。所以現在科學家擔心全球變暖可能會造成另一場特大洪水,並最終致使地球進入另一個大的冰河世紀,冰蓋融化加速或帶來新冰河世紀。
冰川活動
在地質史的幾十億年中,全球至少出現過3次大冰期,公認的有前寒武紀晚期大冰期、石炭紀-二疊紀大冰期和第四紀大冰期。冰川活動過的地區,所遺留下來的冰磧物是冰川研究的主要對象。第四紀冰期冰磧層保存最完整,分布最廣,研究也最詳盡,如斯堪的納維亞半島的峽灣,北歐、中歐、北美眾多的冰磧殘丘,阿爾卑斯山的U型谷和陡峭的山峰,法國和瑞士交界處侏羅山巨大的冰漂礫等,在第四紀內,依冰川覆蓋面積的變化,可劃分為幾個冰期和間冰期,冰蓋地區約分別占陸地表面積的30%和10%。
各大陸冰期的冰川發育程度有很大差別,如歐洲大陸冰蓋曾達北緯48°,而亞洲只達到北緯60°。由於氣候變化隨地區的差異和研究方法的不同,各地冰期的劃分有所不同。1909年,德國的A.彭克和E.布呂克納研究阿爾卑斯山區第四紀冰川沉積,劃分和命名了4個冰期和3個間冰期。隨後世界各地也都劃分出相應的冰期和間冰期。
大冰期的時間尺度達107~108年。大冰期內又有多次大幅度的氣候冷暖交替和冰蓋規模的擴展或退縮時期,這種擴展和退縮時期即為冰期和間冰期。
劃分依據
冰期有廣義和狹義之分,廣義的冰期又稱大冰期,狹義的冰期是指比大冰期低一層次的冰期。大冰期是指地球上氣候寒冷,極地冰蓋增厚、廣布,中、低緯度地區有時也有強烈冰川作用的地質時期。大冰期中氣候較寒冷的時期稱冰期,較溫暖的時期稱間冰期。
大冰期、冰期和間冰期都是依據氣候劃分的地質時間單位。大冰期的持續時間相當地質年代單位的世或大於世,兩個大冰期之間的時間間隔可以是幾個紀,有人根據統計資料認為,大冰期的出現有1.5億年的周期。冰期、間冰期的持續時間相當於地質年代單位的期。
氣候影響
大冰期的成因,有各種不同說法,但許多研究者認為可能與太陽系在銀河系的運行周期有關。有的認為太陽運行到近銀心點區段時的光度最小,使行星變冷而形成地球上的大冰期;有的認為銀河系中物質分布不均,太陽通過星際物質密度較大的地段時,降低了太陽的輻射能量而形成地球上的大冰期。
第四紀(Quaternaryperiod)是地球歷史的最新階段,始於距今175萬年。第四紀包括更新世和全新世兩個階段,二者的分界以地球上最近一次冰期結束、氣候轉暖為標誌,大約在距今1萬年前後。在近一百萬年的第四紀中,有過幾次冰川期,在冰期之間又有過氣候較暖的間冰期。冰期和間冰期的交替造成了地球上冰川的擴展和退縮,並對整個地理環境特別是生物界有極大的影響。
暖流氣候
在大約1.3萬年前,位於北極冰蓋南端的阿加西湖融化,這個湖泊有整個英國那么大,將大量淡水灌入北冰洋,致使歐洲發生了特大洪水。這導致給歐洲帶來暖流的墨西哥灣暖流海洋環流突然停止。
由於北極冰蓋融水在短時間內大量進入北冰洋,導致氣溫下降,可能成為全球氣候變化的一個觸發因素。地球上的海洋可能正在將這個星球引入災難性的“大冰凍”。
短時間內冰蓋融化使得大量淡水增加便會導致氣溫下降。原本墨西哥灣暖流像傳送帶一樣,將海洋暖水從熱帶地區帶到歐洲,同時使冰鹹的海水沉入更遙遠北部的深處。而北冰洋淡水的急劇增加可能會觸發一個完全壓垮墨西哥灣暖流的臨界點,並使墨西哥灣暖流停止流動,同時可能將歐洲推入另一個長久的冰河世紀。
同名遊戲
冰河世紀(IceAgeVillage)又稱“冰川時代:村莊”是著名遊戲公司Gameloft推出的電影題材遊戲,這款遊戲是Gameloft與20世紀福克斯公司合作,根據熱門系列電影《冰河世紀》所製作。除人物取自動畫電影《冰河世紀》外,玩法同其他農場類社交遊戲大致相同,通過完成每天的任務來完成升級以及解鎖新的人物、建築等。遊戲支持GameloftLIVE以及Facebook,你可以和你的好友互訪村莊來獲得經驗和樂趣。當然遊戲內少不了一些解乏的迷你遊戲,比如Scratminigames,作為動畫電影中最出彩也是最倒霉的角色,相信大家會喜歡的。遊戲特點-建造冰河時代世界所有包含所有生物的最美麗的村莊;-等級:獲得新的動物五種,清爽的建築,獨特的裝飾;-完成有趣的任務及每日挑戰,保持村莊的繁華和活躍;注意:遊戲需要數據包,數據包為ZIP格式,下載解壓後出來的資料夾直接放到SD卡根目錄即可。歷史記錄
在地球發展史上有冰期的時間只占整個地球歷史時期的十分之一左右,而絕大部分時間是處於溫暖期。已被確認的大冰期有以下幾次。
前寒武紀中期大冰期
是已知地球上最早的大冰期。以加拿大南部和美國大湖區西部的休倫群高幹達組冰磧層為代表,該地層年代為距今27~23.5億年前。另外,在南非、澳大利亞西部、印度都有這次冰期的產物。這次大冰期持續約4000萬年。
前寒武紀晚期大冰期
約距今9.5~6.15億年前的一次影響廣泛的大冰期。其遺蹟除南極大陸尚未發現外,世界各大陸的許多地方都有保存,並多被非冰川沉積岩層所隔開,表明該冰期是多階段性的。最早發現於蘇格蘭、挪威,此後在中國、澳大利亞、非洲、格陵蘭和北美相繼發現。以挪威北部芬馬克的冰磧岩為其代表。在中國則為震旦系底部帶擦痕的南沱冰磧層,主要分布在長江中下游等處。
早古生代大冰期
發生在奧陶紀晚期至志留紀早期的大冰期。約距今4.6~4.4億年前,有人認為可能延續到泥盆紀晚期(3.6億年前)。其混磧岩見於法國、西班牙、加拿大、南美、北非及蘇聯新地島。北非的冰磧岩露頭極佳,並保存有若干冰川地貌的遺蹟,如保存極好的冰壅構造、鼓丘、蛇形丘和砂楔等地形。
晚古生代大冰期
發生在石炭紀中期至二疊紀初期的一次冰期。當時全球氣溫普遍下降,形成大面積的冰蓋與冰川,持續時間長達8000萬年,是地球歷史上影響最為深遠的一次大冰期。見於印度、澳大利亞、南美、非洲及南極大陸的邊緣。澳大利亞東南部和塔斯馬尼亞島是這次大冰期冰川作用最強的地區。
晚新生代大冰期
是地球歷史上最近的一次大冰期。自新第三紀出現冰期與間冰期交替,一直延續至今。早在漸新世南極就開始出現冰蓋,中新世中期冰蓋已具規模,是最早進入冰期的地區。第四紀初期的冰期環境波及全球,中期達到最盛,所以晚新生代大冰期主要指第四紀冰期。當時,北半球有兩個大冰蓋,即斯堪的納維亞冰蓋和北美勞倫冰蓋。前者的南界到達北緯50°,後者達北緯38°附近。此外,在中、低緯的一些高山區還發育了山麓冰川或小冰帽。大約在8000~10000年前,全球又普遍轉暖,大量冰川和冰蓋消失或收縮,地球進入冰後期。但是,諸大陸的冰川和冰蓋並未完全消失。
第四紀冰期
第四紀冰期的劃分如下:
①世界的劃分。1901~1909年德國A.彭克和E.布呂克納陸續發表《冰川時期的阿爾卑斯山》(3卷),書中根據歐洲阿爾卑斯山北麓多瑙河上游幾級砂礫階地的發育,提出該山區有4次冰期和3次間冰期,由老到新分別命名為恭茲(Günz)、民德(Mindel)、里斯(Riss)和玉木(Würm)冰期,恭茲-民德、民德-里斯和里斯-玉木間冰期。後來,B.艾伯爾和I.謝弗又補充了較老的多瑙(Donau)冰期和更老的拜伯(Biber)冰期。幾十年來,阿爾卑斯冰期系統廣為流傳,為世界許多地區所採用,並作為典型冰期模式與世界各地對比。
20世紀20年代,一些學者根據北歐斯堪的納維亞冰蓋邊緣活動位置,將丹麥、荷蘭、德國北部和波蘭的終磧系列劃出4次冰期和3次間冰期,自老到新為艾爾斯特(Elster)、薩勒(Saale)、瓦什(Warthe)、維塞爾(Weichsel)冰期,克羅默(Cromer)、霍爾斯坦(Holstein)和埃姆(Eem)間冰期。北美的冰期系列主要是按照北歐冰期劃分方法確定的,根據冰磧物和終磧的位置劃分出:維斯康辛、伊利諾安、堪山和內布拉斯加4個冰期及桑加蒙、雅莫斯和阿弗頓3個間冰期。世界其他一些地區也劃分了本地區的第四紀冰期系列。後來,M.米蘭科維奇建立的距今百萬年以來太陽輻射變化曲線表明,至少可分出14~15個冰期輪迴,即阿爾卑斯冰期系列中的每個冰期幾乎都包含著2~3個冰期輪迴。50年代發展起來的深海岩芯氧同位素研究,傳統的阿爾卑斯冰期系統受到衝擊,因為它不能完整地記錄下氣候與環境變化信息,相關的地層和地貌極易被曲解。而深海岩芯同位素可以相當完整地記錄至今最為精確的更新世氣候與環境變化資料,幾乎不受岩芯地理位置的影響,其連續性和在全球的廣泛性都是惟一可以與其他氣候地層學系統的可靠資料作對比和驗證的。據太平洋深海岩芯18O記錄,大約90萬年以來可以劃分出23個18O階段和10個完整的冰川周期(由B期到K期),期間被11個終至界線(由Ⅰ至Ⅺ)所分開。在時間序列上可與阿爾卑斯冰期系統相對比。
黃土是陸地上廣泛分布的更新世必層。自第四紀初就開始發育,幾乎是連續沉積到今天。由於保存著完整的黃土-古土壤沉積序列、生物化石和氣候信息,它是研究大陸第四紀環境變化的最理想的對象,同時還可以和深海沉積相對比。黃土大部分是冰期時的沉積物,在歐洲和北美多分布於古冰蓋的外圍。在冰蓋退縮的間冰期里,氣候濕潤,發育了棕壤,形成黃土和棕壤交替沉積剖面,記錄了冰期-間冰期的氣候循環。歐洲的黃土-森林棕壤沉積層序可劃分出若干沉積周期與亞周期,並可以與北歐冰期系列相對應。中國的黃土分布廣,厚度可達410米。近年來對陝西洛川剖面的研究表明,大約距今240萬年以來,記錄了11個古氣候組,可與歐洲黃土沉積周期系列對比。其中距今90萬年的黃土層序與海洋18O階段1~23有較好的對應關係。
②中國的劃分和表現形式。中國西部高山地區的冰期劃分已為人們所公認,以研究較好的喜馬拉雅山珠穆朗瑪峰區北坡為例,第四紀冰期劃分為:a.依據希夏邦馬峰北坡附近的老冰磧平台確立的早更新世的希夏邦馬冰期。b.依據珠穆朗瑪峰西側聶聶雄拉高平台的冰水-冰磧沉積確立的中更新世的聶聶雄拉冰期。c.在絨布河谷中基隆寺附近的殘破漂礫群及上游絨布寺的終磧壠分別代表晚更新世早期的基隆寺階段和較晚期的絨布寺階段,這兩個階段構成了晚更新世的珠穆朗瑪冰期,也有的學者將這兩個階段劃為兩個獨立的冰期。
關於中國東部第四紀冰期的問題,仍在爭論中。1944年,李四光以廬山為樣板,將中國東部第四紀冰期由老到新劃分出鄱陽、大姑、廬山冰期,再加上1937年H.von費師孟提出的末次冰期──大理冰期,建立了中國東部第四紀冰期系列。對此,一些中外學者一直持有不同意見。80年代初,施雅風等提出:除太白山、長白山主峰區及台灣中央山脈等海拔3500米以上的高山存在第四紀冰川遺蹟外,長江中下游山地、廣西桂林、湖北神農架、北京西山、東北大興安嶺等都缺乏可靠的古冰川證據;中國東部和西部在第四紀冰期時的表現形式是不一樣的,東部地區不具備發育成山嶽冰川的水、熱和地形條件,只是處於一個氣候較寒冷的時期,李四光所確認的東部古冰川遺蹟實非冰川成因,如把土石流堆積誤認為冰磧物等;東部地區第四紀冰期系列,除大理冰期外,其他冰期均缺乏根據。
五段冰期
24億至21億年前——休倫冰期
850至635百萬年——成冰期
450至420百萬年——奧陶紀
360至260百萬年——石炭紀
2.58百萬年——第四紀冰期
冰期影響
冰期對全球的影響是顯著的。
1,大面積冰蓋的存在改變了地表水體的分布。晚新生代大冰期時,水圈水分大量聚集於陸地而使全球海平面大約下降了100米。如果現今地表冰體全部融化,則全球海平面將會上升80~90米,世界上眾多大城市和低地將被淹沒。
2,冰期時的大冰蓋厚達數千米,使地殼的局部承受著巨大壓力而緩慢下降,有的被壓降100~200米,南極大陸的基底就被降于海平面以下。北歐隨著第四紀冰蓋的消失,地殼則緩慢在上升。這種地殼均衡運動至今仍在繼續著。
3,冰期改變了全球氣候帶的分布,導致大量喜暖性動植物種滅絕。
冰期波動
冰川波動一般包括冰舌進退(其特徵時間為101a)和冰川物質平衡,零平衡線高度變化(其特徵時間為100a)等幾項內容,它們均與短氣候變化緊密相聯。近40多年以內是各種地學資料最多的年代,可以進行較仔細的討論。有些氣候學家認為,在這段時間裡出現過兩次氣候突變,一次在1960年代中,一次在1980年代初。或者說,可以將此40多年以內的氣候分為三個時段。以下將1960年代中至1970年代末這一時段簡稱為70年代,重點討論此時段的冰川與氣候波動及其可能原因。
70年代是北半球的低溫時段(南半球為高溫時段),中國大部份地區是低溫少雨時段,青藏高原積雪面積亦變小。可是由於地形性熱力環流的調節,使高海拔區在該時段的降水反略有增加,於是前進冰川的比例大為增加。這一點與“小冰期”的情形頗為相似。
70年代是地球自轉的慢段,是太陽黑子的相對低值時段,也是中國大陸地震多發的時段。這些特點均與“小冰期”相似。