第四纪大冰期的未解之谜

第三纪末气候转冷，第四纪初期，寒冷气候带向中低纬度地带迁移，使高纬度地区和山地广泛发育冰盖或冰川。这一时期大约始于距今200-300万年前，结束于1—2万年前。规模很大。在欧洲冰盖南缘可达北纬50°附近；在北美冰盖前缘延伸到北纬40°以南；南极洲的冰盖也远比现在大得多。包括赤道附近地区的山岳冰川和山麓冰川，都曾经向下延伸到较低的位置。

冰期

冰期是指地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期，又称为冰川时期。两次冰期之间为一相对温暖时期，称为间冰期。地球历史上曾发生过多次冰期，如近一次是第四纪冰期。

标志

冰期时期最重要的标志是全球性大幅度气温变冷，在中、高纬（包括极地）及高山区广泛形成大面积的冰盖和山岳冰川。由于水分由海洋向冰盖区转移，大陆冰盖不断扩大增厚，引起海平面大幅度下降。所以，冰期盛行时的气候表现为干冷。冰盖的存在和海陆形势变化，气候带也相应移动，大气环流和洋流都发生变化，这均直接影响动植物生长、演化和分布。

划分依据

新生代以前的大冰期因时代古老，可辨认的冰川遗迹零散残缺，研究程度也较差，如今多依据地层中所含带冰川擦痕的混碛岩、页岩中的燧石结核和带冰川擦痕的基岩底盘等。新生代大冰期的冰川遗迹保存普遍较为完整，尤以晚新生代冰期的研究较为深入，如沉积连续性好的深海沉积岩芯、黄土等,能较完整地记录全球气候和环境的变化。20世纪70年代以来，各国学者用氧同位素分析、放射性年代测定及古地磁等方法力图恢复和重建晚新生代的全球气候变化和沉积环境，作为划分冰期的重要依据。此外，包含海洋生物、哺乳动物、植物孢粉化石的生物地层学，地貌分析，沉积岩石学以及古土壤等方法也常作为研究晚新生代环境和冰期划分的依据。

学者们提出过种种解释，但至今没有得到满意的答案。归纳起来，主要有天文学和地球物理学成因说。

天文学成因

主要考虑太阳、其他行星与地球间的相互关系。①太阳光度的周期变化影响地球的气候。太阳光度处于弱变化时，辐射量减少，地球变冷，乃至出现冰期气候。米兰科维奇认为，夏半年太阳辐射量的减少是导致冰期发生的可能因素。②地球黄赤交角的周期变化导致气温的变化。黄赤交角指黄道与天赤道的交角，它的变化主要受行星摄动的影响。当黄赤交角大时，冬夏差别增大，年平均日射率最小，使低纬地区处于寒冷时期，有利于冰川生成。

物理学成因

影响因素较多，有大气物理方面的，也有地理地质方面的。①大气透明度的影响。频繁的火山活动等使大气层饱含着火山灰，透明度低,减少了太阳辐射量，导致地球变冷。②构造运动的影响。构造运动造成陆地升降、陆块位移、视极移动，改变了海陆分布和环流型式，可使地球变冷。云量、蒸发和冰雪反射的反馈作用，进一步使地球变冷,促使冰期来临。③大气中CO2的屏蔽作用CO2能阻止或减低地表热量的损失。如果大气中CO2含量增加到今天的2～3倍，则极地气温将上升8～9℃；如果今日大气中的CO2含量减少55～60%，则中纬地带气温将下降4～5℃。在地质时期火山活动和生物活动使大气圈中CO2含量有很大变化，当CO2屏蔽作用减少到一定程度，则可能出现冰期。