冰河時期

 
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冰河時期地球氣候沉於長期低迷、極地冰川覆蓋大陸的一個時期,由冰川擴展現象導致。

目錄

概要

冰河時期時間可以維持超過100萬年,地球形成以來冰河時期曾出現過11次,上一個冰河時期稱為「大冰河時代」,發生於距今18,000年前,結束於10,000年前,當時地球約三分之一的陸地被覆蓋在240米厚的冰層下。[來源請求]

冰河時期期間,溫度下降,改變了地球表面的植物相生物的生存環境,許多生物因此面臨滅亡或被迫遷移,只有能夠適應環境的物種,才能倖存下來。

 原因

冰河時期主要造成原因與火山爆發有非常大的關係,當火山爆發時,將會噴發出上萬噸二氧化硫到高空大氣中,進而反射陽光使其無法進入地球表面,因此造成地表溫度迅速下降,進而導致冰河時期的發生。而一般二氧化硫在空氣中,會慢慢的變成亞硫酸或硫酸,經下雨後落到地面之後,造成植物跟生物無法生長,也是導致生物滅亡的其中一項因素。而一般數萬噸的二氧化硫在空氣中會慢慢經由雨水降落到地表,因此需要數年或數十年才有辦法將空氣中的二氧化硫清洗到正常值範圍,當恢復正常範圍後,理論上陽光進入地表會導致溫度上升,然而地表跟海面因為之前溫度驟降導致結冰,造成陽光再反射到太空,溫度沒有顯著上升,需要持續上百年或上千年才有辦法讓溫度恢復到正常水平。[來源請求]

大冰期

5億年來的紀錄顯示現今和最近的兩次大冰期

地球史上主要有四次的冰期。其中8億 ~ 6億年前的成冰紀可能是地球史上最嚴峻的冰期,當時可能整個地球都被冰層所覆蓋。而該冰期的結束可能間接促成了後來的寒武紀生命大爆發,但這個理論仍有爭議.[1][2]

名稱 年代 (年) 紀 代
卡魯冰期
Karoo
3億6千萬年前至2億6千萬年前 石炭紀二疊紀 古生代
安第-撒哈拉冰期
Andean-Saharan
4億5千萬年前至4億2千萬年前 奧陶紀志留紀 古生代
瓦蘭吉爾冰期
Cryogenian
(or Sturtian-Varangian)
8億年前至6億3千5百萬年前 成冰紀 元古宙
休倫冰期
Huronian
24億年前至21億年前 成鐵紀層侵紀 元古宙

更新世冰期

65萬年來南極洲的冰蕊所記錄的大氣二氧化碳濃度而劃分的冰期/間冰期週期

距離現代較近的更新世冰期的間冰期約為4萬年,以後縮短為1萬年。上一次冰河期是約1萬年前.[3]

名稱 間冰期/冰期 年代 (年) MIS
間冰期 1萬2千年前至今 MIS1 全新世
沃姆冰期
Würm
冰河期 11萬年前 至 1萬2千年前 MIS2-4
& 5a-d
更新世
里斯-沃姆間冰期
Riss-Würm
間冰期 13萬年前 至 11萬年前 MIS5e
里斯冰期
Riss
冰河期 20萬年前 至 13萬年前 MIS6
民德-里斯間冰期
Mindel-Riss
間冰期(s) 30/38萬年前 至 20萬年前 MIS7
民德冰期
Mindel
冰河期(s) 45萬5千年前 至 30/38萬年前  
古薩-民德間冰期
Günz-Mindel
間冰期(s) 62萬年前 至 45萬5千年前  
古薩冰期
Günz
冰河期 68萬年前 至 62萬年前  
Waalian 間冰期 54萬年前 至 47萬年前  
多瑙第二冰期
Donau II
冰河期 55萬年前 至 54萬年前  
Tiglian 間冰期 58萬5千年前 至 55萬年前  
多瑙第一冰期
Donau I
冰河期 60萬年前 至 58萬5千年前  
Pastonian interglacial 間冰期 80萬年前 至 60萬年前 MIS63
Pre-Pastonian glaciation 冰河期 130萬年前 至 80萬年前  
Bramertonian Interglacial 間冰期 155萬年前 至 130萬年前  

冰河期的成因

因為冰河期有大型的冰河期和較小的間冰期,還有兩者夾雜在一起的周期,因此冰河期的成因仍然有許多的爭議。但幾個重要的因素已經有所共識:

這些因素有些會互相影響,例如,地球大氣組成的變化(特別是溫室氣體的濃度)可能會影響到氣候變化,而氣候變化也會感變大氣組成(例如風化作用會改變二氧化碳的濃度)

太陽輸出能量的變動

太陽能量輸出的變化至少有兩種類型:

  • 很長時間的:天文物理學家認為太陽輸出的能量每10億年會增加10%。每10億年增加10%的能量輸出,足以造成地球上溫室效應的失控 - 溫度的上升會使水蒸氣的量增加,而水蒸氣是溫室氣體(比二氧化碳更強的溫室氣體),這會造成一種惡性循環[來源請求]
  • 短期變化:有些可能會造成能量的捕獲。由於太陽很巨大,計有的不平衡和負回饋的過程和影響需要很長的時間,所以這些過程會回饋過度又造成不平衡,等等 — "長時間" 在這兒指的是數千年至百萬年的時間[來源請求]

太陽能量的長期增長不是造成冰河期的原因。

最著名的短期變化是太陽黑子周期,特別是蒙德極小期,它與小冰期最冷的部分時間相關聯。如同米蘭科維奇循環一樣,以太陽黑子的效應來解釋冰河期的開始和結束會太微弱和太頻繁了,但是很有可能有助於解釋其中的一些溫度變化。

間冰期

最近冰期及間冰期的氣溫及冰體積改變的關係。

間冰期是於冰河時期內分隔開冰期之間的一段地質時代,期間全球平均氣溫較溫暖。全新世的間冰期由1.14萬年前的更新世末開始,一直延續到現在。

更新世間冰期

更新世的250萬年間,在北美洲歐洲每4-10萬年就出現一次冰期或大陸冰棚的前進。長冰期間有多次較短及溫暖的間冰期分隔。

在間冰期間,包括現在我們身處的時間,氣候溫暖與現今無異,凍土層向兩極收縮,這些地方變成森林。傳統上,以陸地及陸緣海的古生物學就可以確定間冰期。植物動物遺骸都積聚在溫帶,可以顯示出特定的間冰期。主要考察的是哺乳動物軟體動物花粉及植物微遺骸(種子果實)。其他的化石遺骸也可以提供資料,如昆蟲介形亞綱有孔蟲門矽藻等。冰核海洋沉積岩心都能提供溫度及總冰量的更多量化及有年期的證。

間冰期是地質勘察的有效工具,人類學家也可以利用間冰期來測定人科化石的年代。[1]

末次冰期內一段較溫和氣候的時期稱為間冰段。大部份間冰段都比間冰期短。間冰段氣候相對較為溫暖,但必非定律。由於較寒冷的期間可能非常乾旱,潮濕期間紀錄在沉積岩上為間冰段。

間冰適宜期

間冰適宜期是於間冰期內出現宜人氣候的時期,一般都是在間冰期中段出現,期後會出現稍差的氣候。於間冰適宜期內,海平面會上升至最高點。

全新世的4冰期,適宜期出現於亞北方期(5000-2500年前)及大西洋期(8000-5000年前)。現今的氣候環境已經過了適宜期,但仍在同一間冰期之內。

對上一次間冰適宜期於更新世晚期的伊緬期出現,約為13.1-11.4萬年前。在伊緬期,適宜期是於花粉時期E4的典型地區荷蘭阿默斯福特)出現。在地區內會出現櫟屬榛屬紅豆杉屬榆樹梣屬鵝耳櫪雲杉屬的擴展。於伊緬期,海平面比現今高出8米,北海的水溫亦高出2℃。

 

何謂冰期、間冰期及其成因?

   冰期是地球歷史上出現大規模冰川的時期,此時,氣溫降低、寒流增強且頻繁、冰川大規模的擴張或前進而間冰期是兩次冰期之間氣候變暖的時期,此時,冰川消融後退,冰水排入海水中,而海平面上升。一般認為,冰期的氣溫比現在約低3~7℃,降水量也比現在大。

地球自從在46億年前誕生以來,冷暖期交互出現,共歷經了35次冰期。在地球史上,最近一次冰期的鼎盛時期約發生於1萬8千年前,現在則是脫離冰期之後較暖的時期,然而相對於過去8億年間,我們目前的氣候相對而言是處於較冷的狀態(見下圖)在上次冰期鼎盛時(約18000年前),全球32%的陸地面積被冰川所覆蓋,之後,冰原開始大規模融化,向後撤退,而冰水迅速排入海中,再加上因為冰層移除所造成的地殼隆升-地球的均衡作用(isostacy),到現在為止,海平面已經上升約120公尺。

 

 

 

 

而造成冰期與間冰期交替出現的主因就是日-地關係的變化。冰期形成的主要原因是夏季的太陽輻射量變弱,不足以溶化上一個冬天所遺留下的來冰雪,使得冰雪覆蓋區域逐年往低緯度區擴展;範圍愈廣大的冰雪覆蓋區能反射愈多的太陽輻射,使得地表吸收的太陽輻射變少,因此所能溶化的冰雪量就更形減少,如此一來,使得冰雪覆蓋區更是逐年擴大。造成夏天太陽輻射量變弱的日-地關係,為較小的黃赤交角(四季變化較不明顯)以及位於遠日點的夏季。反之,若是較大的黃赤交角(四季明顯)以及位於近日點的夏季,則夏季所接收的太陽輻射量變大,適合間冰期的發展。

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