第四紀冰川

第四紀冰川是地球史上最近一次大冰川期。第四紀時歐洲阿爾卑期山山嶽冰川至少有5次擴張。在我國，據李四光研究，相應地出現了鄱陽、大姑、廬山與大理4個亞冰期。現代冰川覆蓋總面積約為1630萬平方公里，占地球陸地總面積的11％。中國的現代冰川主要分布於喜馬拉雅山（北坡）、崑崙山、天山、祁連山和橫斷山脈的一些高峰區，總面積約57069平方公里。

簡介

第四紀冰川遺蹟

第四紀冰川是地球史上最近一次大冰川期。冰川的發生是因為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。第四紀時歐洲阿爾卑斯山山嶽冰川至少有5次擴張。

形成

第四紀冰川遺蹟

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。第四紀時歐洲阿爾卑期山山嶽冰川至少有5次擴張。在我國，據李四光研究，相應地出現了鄱陽、大姑、廬山與大理4個亞冰期。現代冰川覆蓋總面積約為1630萬平方公里，占地球陸地總面積的11％。中國的現代冰川主要分布於喜馬拉雅山（北坡）、崑崙山、天山、祁連山和橫斷山脈的一些高峰區，總面積約57069平方公里。

冰川期

冰石林冰臼群

冰川期glacial age，ice age，glacial period 這是指地球氣候酷寒，高緯度地方的廣闊區域為大陸冰川（continental glacier）所覆蓋的時期。最近的冰川期在更新世，據在歐洲和北美研究的結果，認為共有六次冰川期，五次間冰川期。在日本根據分析冰斗地形（圍谷地形，kar）地形發現有兩次冰川期。最顯著的冰川期是在石炭紀一二迭紀，冰川的遺蹟殘留於岡瓦納大陸。除上述兩大冰川期外，在歐洲和美洲還發現有前寒武紀、中生代和第三紀的冰川遺蹟，但都不太顯著。地球自誕生後，氣候也一直在變遷中。地質年代中地球的氣候是溫暖和寒冷交替著出現。在數十萬年以上的極長周期氣候中，有大冰川氣候周期和冰川時代氣候周期。
在震旦紀以前，也就是大約在六億年以前，我們並不清楚地球上的氣候。從六億年前古生代震旦紀起一直到一萬年前新生代的第四紀止，地球上的氣候共經歷了三次大冰川氣候。第一次是震旦紀大冰川期，距今約六億年；第二次是古生代後期的石炭—二疊紀大冰川期，距今約2~3億年；第三次是新生代第四紀大冰川期，距今約200萬年。這三大冰川期氣候的時間周期尺度大約是千萬年至億年左右。

生物進化

滅絕於第四紀冰川初期的毛象

1948年第十八屆國際地質大會確定，以真馬、真牛、真象的出現作為劃分更新世的標誌。陸相地層以義大利北部維拉弗朗層，海相以義大利南部的卡拉布裡層的底界作為更新世的開始。中國以相當於維拉弗朗層的泥河灣層作為早更新世的標準地層。其後，套用鉀氫法測定了法國和非洲相當於維拉弗朗層的地層底界年齡約為180萬年。因此，許多學者認為第四紀下限應為距今180萬年。1977年國際第四紀會議建議，以義大利的弗利卡剖面作為上新世與更新世的分界，其地質年齡約為170萬年。對中國黃土的研究表明，約248萬年前黃土開始沉積，反映了氣候和地質環境的明顯變化，認為第四紀約開始於248萬年前。還有學者認為，第四紀下限應定為330～350萬年前。

生物

第四紀生物與第三紀相比，在分布和組成上發生了明顯的變化。哺乳動物與上新世相比有很大進化，如歐洲及鄰近的亞洲部分現生的119個種中只有6個在上新世生存過。植物界的進化比較緩慢，西北歐的植物約80％在第四紀開始時即已存在。第四紀冰期時，大陸冰蓋向南擴展，動植物也隨之向南遷移。間冰期期間動植物向北遷移。冰期和間冰期植被帶的移動範圍最大可達緯度30°，在地層剖面中可明顯地看到喜冷和喜暖動植物群的交替現象。第四紀後期，大型陸生哺乳動物發生過大規模絕滅。在北美，大型哺乳動物的屬有70％絕滅，歐洲和非洲比例小得多。這一大規模絕滅發生於距今15000～9000年。發生大規模絕滅的原因主要是人類的狩獵活動，其次是自然環境的變遷。第四紀不同時期出現不同的動物群。歐洲早更新世具代表性的是維拉弗朗動物群，出現了真馬、真牛、真象；中更新世以克羅默爾動物群為代表；晚更新世時出現了許多極地動物。北美早更新世有布朗克動物群，中更新世有伊爾文頓動物群，晚更新世有蘭錯伯累動物群。中國北方則有早更新世泥河灣動物群，中更新世周口店動物群，晚更新世薩拉烏蘇動物群。

人類出現

第四紀是人類出現和發展的時期，因此有人稱之為人類紀。普遍認為，第四紀的猿人由中、上新世的臘瑪古猿發展而來。早更新世開始出現早期猿人，其代表是坦尚尼亞奧杜威峽谷的能人。含能人化石的地層年代約為175萬年前。晚期猿人以北京猿人和爪哇猿人為代表，他們生活於中更新世。中更新世晚期，人類發展到早期智人階段，如中國的丁村人、馬壩人、長陽人等，歐洲以尼安德特人為代表。晚期智人出現於晚更新世晚期，有中國河套人、山頂洞人、資陽人、柳江人等，歐洲是克魯馬農人。

地質活動

地層劃分

第四紀冰川遺蹟

第四紀地層的劃分主要依據沉積物的岩石性質及地質年齡。第四紀沉積物分布極廣，除岩石裸露的陡峻山坡外，全球幾乎到處被第四紀沉積物覆蓋。第四紀沉積物形成較晚，大多未膠結，保存比較完整。第四紀沉積主要有冰川沉積、河流沉積、湖相沉積、風成沉積、洞穴沉積和海相沉積等。其次為冰水沉積、殘積、坡積、洪積、生物沉積和火山沉積等。

構造運動

第四紀的構造運動屬於新構造運動。在大洋底沿中央洋脊向兩側擴張。對太平洋板塊移動速度測量表明，平均每年向西漂移最大達到11厘米，向東漂移6.6厘米。陸地上新的造山帶是第四紀新構造運動最劇烈的地區，如阿爾卑斯山、喜馬拉雅山等。地震和火山是新構造運動的表現形式。地震集中發生在板塊邊界和活動斷裂帶上，如環太平洋地震帶、加利福尼亞斷裂帶、中國郯廬斷裂帶等。火山主要分布在板塊邊界或板塊內部的活動斷裂帶上。中國的五大連池、大同盆地、雷州半島、海南、騰衝、台灣等地都有第四紀火山。

礦物沉積

第四紀沉積富集了各種砂礦、鹽湖化學沉積、泥炭和少量褐煤。世界上一些重要的稀有金屬多來自濱海和河流沉積中的第四紀砂礦，如沙金礦、鈷鎳鉻砂礦、錫鎢砂礦、金剛石砂礦等。中國鹽湖中鋰和硼的蘊藏量居世界首位。

氣候

第四紀時，地球氣候出現過多次冷暖變化，240萬年以來至少經歷了24個氣候旋迴。晚新生代冰期開始於距今1400～1100萬年前，但在第四紀才出現冰期和間冰期的明顯交替。冰期極盛時，北半球高緯地區形成大陸冰蓋，格陵蘭冰蓋覆蓋了格陵蘭和冰島，勞倫大冰蓋掩埋了整個加拿大，並向南延伸至紐約、辛辛那提一帶。歐洲將近一半被斯堪的納維亞冰蓋覆蓋。西伯利亞冰蓋則占據了西伯利亞北部地區。

人類時代

藍田猿人

第四紀是人類出世並迅速發展時代，人類的發展經歷了以下主要階段：
早期猿人階段（2百萬年-1百75萬年前）：能人（Homohabilis）在東非坦尚尼亞出現，這可能是早期的直立猿人（Homoerectus）；
晚期猿人階段（1百萬年前）：直立猿人（homoerectus）從非洲擴散到中國、爪哇，最著名的代表是北京猿人和爪哇猿人；
早期智人階段（50萬年前）：智人（Homosapiens）在非洲出現並遷移到歐洲。
晚期智人（新人）階段（25萬年-3萬5千年前）：現代人(Homosapienssapiens)在非洲南部出現，約5萬年前，現代人類分布到中東地區，到3萬5千年前，現代人類分布到達歐洲-克羅麥昂人（Cro-Magnon）；
在更新世晚期，大約3萬-2萬年前，現代人類通過白令陸橋進入北美洲並向南遷移。進入全新世後，現代人的分布到除南極洲以外的各個大陸，並且成為唯一生存至今的人科動物（hominids）。

中國發現

李四光

李四光到北大地質系後，主講岩石學和高等岩石學兩門課程，他以嚴謹的冶學作風贏得了學生的尊重。他經常帶學生到野外進行實地教學，邊看邊講。一個山頭、一個溝谷、一堆石子、一排裂縫，他都不放過。學校經費不足，他帶領學生白手起家搞建設，將學習環境收拾得十分雅靜。 從19世紀以來，就不斷有德國、美國、法國、瑞典等國的地質學家到中國來勘探礦產，考察地質。但是，他們都沒有在中國發現過冰川現象。因此，在地質學界，“中國不存在第四紀冰川”已經成為一個定論。可是，李四光在研究蜒科化石期間，就在太行山東麓發現了一些很像冰川條痕石的石頭。他繼續在大同盆地進行考察，越來越相信自己的判斷，於是，他在中國地質學會第三次全體會員大會上大膽地提出了中國存在第四紀冰川的看法。到會的農商部顧問、瑞典地質學家安特生輕蔑地一笑，予以否定。 為了讓人們能接受這一事實，他繼續尋找更多的冰川遺蹟。10年以後，他不僅得出廬山有大量冰川遺蹟的結論，而且認為中國第四紀冰川主要是山谷冰川，並且可劃為三次冰期。
1936年，李四光又到黃山考察，寫了“安徽黃山之第四紀冰川現象”的論文，此文和幾幅冰川現象的照片，引起了一些中外學者的注意，德國地質學教授費斯曼到黃山看罷回來讚嘆道：“這是一個翻天覆地的發現。”李四光十多年的艱苦努力，第一次得到外國科學家的公開承認。可是，他知道，這還遠遠不夠，他乾脆把家搬到廬山上，又在廬山腳下建立了一個冰川陳列館，起名叫“白石陳列館”（後被國民黨海軍炸毀）更深入細緻地進行冰川研究。

遺蹟陳列館

中國第四紀冰川遺蹟陳列館簡介

廬山博物館之第四紀冰川中國第四紀冰川遺蹟陳列館座落在京西翠山南麓模式口冰川擦痕遺蹟的東側，陳列館建於1989年，占地1950平方米，建築面積750平方米，冰川館是研究我國第四紀冰川學，弘揚李四光及老一輩地質學家愛國敬業精神，向廣大觀眾介紹地質科普知識的愛國主義教育基地。
中國第四紀冰川遺蹟陳列館是世界上唯一的以第四紀冰川擦痕實物為基礎建立的博物館。冰川擦痕是地質學家李捷在勘測永定河引水渠地質、地貌時發現的，並經過了李四光等國內外專家學者鑑定，於1957年被確定為北京市重點文物。陳列館的展陳分為冰川擦痕遺蹟和5米長的畫廊，包括鴕鳥蛋、恐龍蛋、三葉蟲、猛獁象牙等化石及各種大小不同的冰漬石實物標本和介紹冰川知識及冰川資源現狀四部分內容。
中國第四紀冰川遺蹟陳列館介紹了地球和太陽的形成和關係、人類的誕生、冰川的形成和消亡、李四光創立新中國第四紀冰川學說和地質工作者為尋找中國第四紀冰川遺蹟所作的不懈努力。