冰河時期
冰河時期是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。
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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和生物的生存環境,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
地球史上主要有四次的大冰期。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] 。
卡魯冰期 Karoo |
3億6千萬年前至2億6千萬年前 | 石炭紀和二疊紀 | 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 | 奧陶紀和志留紀 | 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 | 成鐵紀和層侵紀 | 元古宙 |
更新世冰期
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]。
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:
- 大氣層的組成:二氧化碳、甲烷等的濃度。
- 地球軌道的變化:也就是所謂的米蘭科維奇循環,也可能和太陽在銀河系中的位置有關係。
- 板塊運動:板塊運動造成地球表面海洋和陸地位置的變動,這會影響風、洋流、氣流,造成地球能量收支上的改變。
- 太陽輸出能量的變動:如太陽活動周期性的變動。
- 地月系統的軌道動力學。
- 大隕石的撞擊:造成大氣層中的塵埃增加,也可能引發火山大規模的爆發。
- 火山爆發,特別是超級火山的噴發。
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
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
於更新世的250萬年間,在北美洲及歐洲每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。植物及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及軟體動物、花粉及植物微遺骸(種子及果實)。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。冰核及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。
於全新世的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(荷蘭的阿默斯福特)出現。在地區內會出現櫟屬、榛屬、紅豆杉屬、榆樹、梣屬、鵝耳櫪及雲杉屬的擴展。於伊緬期,海平面比現今高出8米,北海的水溫亦高出2℃。