第5章 第2节 第四纪冰期—间冰期变化分解
第四节 第四纪冰期
第四节第四纪冰期一、古冰川活动证据的确定在地质历史上，随着世界气候的巨大波动，曾发生过多次全球性的冰川作用。
在冰期时，冰川大规模地增长与扩展；而在间冰期时，冰川则发生大规模地退缩或消亡。
现在发现在前寒武纪、石炭纪、二叠纪和第四纪的地层中，存在着冰川活动的遗迹。
其中第四纪冰川作用直接影响了现代地貌的发育。
自新近纪中新世以后，全球气候由温暖转为寒冷，南极洲和格陵兰岛开始出现冰川。
由于第四纪气温继续下降，导致了全球性大冰期的来临，全世界发育了多次规模巨大的冰川作用。
冰期时的平均气温比目前下降达5℃以上，最大冰期时，世界大陆近1/3面积为冰川所覆盖。
当时北半球有三个主要的大陆冰川中心：①斯堪的纳维亚冰盖，面积667×10⁴km²，冰川最大厚度3000m，冰流向南伸展到北纬47°左右；②格陵兰与北美冰盖，面积1845×10⁴km²，冰川最大厚度3500m，冰流向南伸展可达北纬约38°；③亚洲北部冰盖，相对面积、厚度较小，冰流主要分布在北极圈附近，北纬60°以北地区。
第四纪冰川作用造成了丰富的地貌形态和沉积物，这正是恢复各地古冰川活动的有力证据。
自第四纪以来，全球不少地区曾经历了多次冰期和间冰期。
我国科学家李四光曾把我国境内划分出四个冰期：鄱阳、大姑、庐山和大理冰期，分别与欧洲阿尔卑斯山区的贡兹、民德、里斯和玉木冰期相当。
但由于古冰川作用遗迹往往受到后期外营力作用的改造与破坏，使原来的地貌形态和沉积物分布特征受到不同程度的变化，甚至面目全非，容易引起不同学者的意见分歧，如中国东部古冰川问题的争论仍在继续。
因而在考证古冰川活动的证据时，必须避免仅凭少数孤立的形态或物质标志就得出概括的结论；而要重视冰蚀、冰碛、冰水和冰缘地貌、沉积之间的配套和相关分析。
对于老冰期或冰川地貌形态受到严重破坏的地区，特别要重视对沉积地层的研究，注意冰川与类冰川堆积的辨认。
第四纪冰期与古气候变化研究
第四纪冰期与古气候变化研究人类的进步与科技的发展使得我们对于过去的环境变化有了更加深入的了解。
而对于第四纪冰期的研究，则让我们对于古气候变化的了解更加具体和详尽。
第四纪冰期是地球历史上的一个重要时期，其产生的原因和对于地球气候的影响一直为科学家们所关注。
首先，让我们来了解一下什么是第四纪冰期。
第四纪冰期是指出现在距今700万年至2万年之间的一段冰冷时期。
这个时期分为若干个冰期和间冰期，冰期时地球温度下降，极地及高纬度地区的冰川活动频繁，而间冰期时则变暖，冰川退缩。
之所以被称为第四纪，是因为科学家将地球历史分为四个时期——远古、中生代、新生代和第四纪。
在第四纪这个时期中，冰期和间冰期的交替发生了多次，其中最著名的是更新世冰期和末次间冰期。
那么第四纪冰期是如何形成的呢？科学家们认为，冰期的形成是多种因素共同作用的结果。
其中，季节性和年际波动等气候因素起到了重要的作用。
此外，太阳辐射强度等外因也对气候的变化产生了影响。
然而，冰期的具体形成机制尚不为人类所完全了解。
冰期的存在对于地球气候有着深远的影响。
一方面，冰期期间，地球的气候发生了明显的变化，海平面下降、河流水量增加等都是其影响的结果。
另一方面，冰期也对人类的生活和进化产生了重要的影响。
人类的祖先——早期智人和现代人类在冰期时期需要面临寒冷的气候和资源的匮乏。
因此，他们必须学会适应并应对这些挑战。
这也促使人类发展出更加复杂的社会结构和工具，为我们今天的文明进程奠定了基础。
要研究第四纪冰期和古气候变化，科学家们采用了多种方法和技术。
核心样本是其中的重要手段之一。
科学家们通过钻取冰川、湖泊和海底沉积物等样本，得到了有关古气候的信息。
根据这些样本，科学家们可以分析其中的古气体组成、沉积物成分和古生物遗骸等内容，从而了解到古代的气候变化和环境演变。
此外，地质学、地貌学和古生物学等学科的研究结果也为我们提供了宝贵的古气候信息。
通过这些研究，我们了解到了第四纪冰期和古气候变化的一些重要发现。
冰期与间冰期
中国对冰期的研究起步较晚。自 20 年代起李四光等研究第四纪冰川。1947 年李四光发 表《冰期之庐山》 ，为中国第四纪冰川研究奠定基础。
二、简析冰期
1、 冰期的定义和已知的几次冰川
综合有关资料，我们认为冰期是地球上气候寒冷，冰川作用强烈，大规模冰川覆盖地球 表面的地史时期。 冰期有广义的与狭义的。 广义的冰期指前寒武纪晚期、 石炭纪至二叠纪和新生代的冰期 等，此时地史中气候寒冷，极地广布冰盖，中、低纬度地区有时也有强烈冰川作用。也有人 使用大冰期一词代替广义的冰期。 狭义的冰期是指低一层次与间冰期相对应的冰期。 在大冰 期中，气温不是在一个寒冷的水平上，寒冷与相对较温暖的时期循环变化着。较寒冷的时期 叫做冰期，为区别于广义上的冰期我们在这里称其为亚冰期。该期间，冰川作用最强烈，高 纬度地区（极地）的冰盖向中、低度伸展，高寒地区的雪线显著下降，冰体覆盖面积加大， 冰层增厚，海水量相应减少，致使海平面下降形成大量海退。大冰期中相对温暖的时期叫做
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地质时期气候变化的证据：冰期与间冰期交替
摘要：近些年来，地球变暖成为人们关注的热点，但也有科学家人文地球将迎来一个新的
亚冰期。 冰期的来临是受很多因素影响的， 如太阳系在银河系内运动、 地球绕太阳的运动等。 同时， 科学界对人类活动对地球气候影响的程度也是看法不一的。 此文我们将对冰期作简单 分析，并试图对千年尺度上冰期是否到来作出预测。
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三、影响冰期的因素和对亚冰期来临的预测
不同的影响因素在不同的时间尺度上影响着气候， 从不同的时间尺度上研究现在的气候 状况得出的结果也是不同的，如若以亿年为尺度，目前是地球温度最低的时期，但若以万年 为尺度的话，两万年以前比现在要冷得多。
第二节 第四纪冰期间冰期旋回的表现分解
二、黄土沉积
定义：沙漠地区的地表物质中粉砂质搬运到其他地区沉积， 形成厚度不一的黄土层。
第四纪最具有特色的沉积物应该算是黄土。中国、欧洲、 北美和南美都有大面积黄土分布。中国北方黄土广布， 总面积约38万km2，主要分布于甘肃、陕西、山西、河南， 以及河北、内蒙古等地区，是世界上黄土发育最好和分 布面积最大的地区。黄土层一般厚100―200m，最厚可达 300多m。黄士是在特定环境下形成的一种粉砂性（间含 亚砂、亚粘）、多钙性、多孔隙、多垂直节理的松散土 状堆积，粒级为0.05―0.001mm，组成矿物成分有石英、 长石和未分解的角闪石、辉石、黑云母等碎屑，有时含 哺乳动物和蜗牛等化石。原生黄土一般没有明显层理。
黄土的堆积可以反映自然地理环境的变化，在连续沉积的黄 土层内，包含着丰富的第四纪环境演变的信息。我国的黄土 堆积以黄土高原最为典型。
中国特有的巨厚堆积的风尘黄土，保存了过去几百万 年以来东亚气候的变化历史。黄土高原的风尘堆积实际上 表现为黄土层和古土壤层交互沉积的特征。当风尘堆积作 用大于成土作用时形成黄土层，反之，则形成古土壤层。 因此，黄土沉积与寒冷的冰期相对应，古土壤则对应于相 对温暖的间冰期。欧洲、北美洲的第四纪黄土主要分布在 冰川外缘，黄土堆积表明当地在该时期属于寒冷苔原性质 的冰缘环境。中国的黄土主要分布在干旱荒漠区的外缘， 表明黄土沉积时期当地属于干寒荒漠-草原环境，而古土 壤发育时期则对应温暖的森林或森林草原环境。黄土与古 土壤层的交替变化是第四纪冰期-间冰期周期变化的反映， 与深海氧同位素记录有良好的对应关系。黄土地层不仅为 深海氧同位素记录在大陆找到了对比的证据，而且揭示了 青藏高原隆升对东亚季风气候的形成和演化。
冰期,大洋中的部分海水以冰川形式固结在陆地上,不能随正 常的大气循环及地表径流回到海洋,因此水体减少,水层减薄, 导致洋面下降。 间冰期,气候转暖,冰川消融,大量融水回到海洋,海水体积增加, 水层加厚,导致海面上升。 这种海面升降变化是全球性的,而非局部性的,而且具有同时 性的特点,海面升降的幅度也相近似.但因各地区构造运动的 干扰,同一时期海面升降的标志高度相差悬殊.就目前的研究, 第四纪晚期海面下降的最低点比现今海面约低130米,海面上 升达的最高点比现今海面大约高10米左右。
第5章第3节冰期-间冰期之间的转换机制
2．大气温室气体的反馈与气溶胶反馈
ห้องสมุดไป่ตู้
温室气体CO2 和CH4的含量在冰期时减少，在间冰期时增大， 呈现与温度变化相同的趋势。 在增暖事件中，CO2的变化与温度的变化几乎是同步的，但 落后于日射变化。在变冷事件中，温度变化落后于日射变化， 而CO2 的变化又落后于温度变化。
大气CO2变化可能主要地是海洋的“生物泵”作用所产生的一 种效应。 在冰期的寒冷时期内，海洋表面冷却增强，使得作为海洋生物 生活空间的海洋混合层的深度增大，混合层的深度愈大，意味 着有更多的浮游生物生长，因此有更多的碳被固定到深海沉积 之中，相应地海洋表层从大气中获得更多的CO2，导致大气 CO2的减少。 相反，当冰期结束，全球温度开始升高以后，生物泵作用减弱， 大气中的CO2含量开始增加。此外，冰期大洋温度的降低可使 海洋溶解CO2的能力增大，也导致大气中CO2的减少。
由于水汽损失而留在大西洋里的过剩盐分通过北大西洋深水外 流而运到南极附近的环状环流圈，部分向北流到印度洋，其余 的一直向东流入太平洋，在此，受温暖和入注淡水的稀释作用， 海水密度降低并上升到表面，然后向西运动返回到大西洋，构 成一个跨越大洋的海洋“传送带”。 北大西洋地区通过此传送带所获得的热量，远远超过了地球轨 道要素所引起的日照率变化导致的增热量，因而有人提出大洋 环流-气候关系模式来解释冰期-间冰期的转换机制。
与冰盖的扩张与收缩相关联的是全球海平面的升降。
在从间冰期向冰期转换的过程中，大量的水分被从海洋转 移到冰盖中固定下来，导致全球海平面随着冰盖的强烈扩 张而发生大幅度下降。由于冰期大洋缩小，海面蒸发减弱， 导致全球降水减少，气候变干，陆地冰盖因缺少水分供应 而不会无限制增大，使冰盖-反射率反馈不致无限制增加。
当从冰期向间冰期的过程开始后，大量的水分从冰盖中返还 到大洋中，导致海面上升。 海面上升会托起搁浅在陆架上的冰盖，使得由浅海海冰支撑 的位于陆地高处的冰体开始流动，把内陆的冰体送到海边， 使冰盖变薄。
第四纪冰期
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。
影响
冰期对全球的影响是显著的。
①大面积冰盖的存在改变了地表水体的分布。晚新生代大冰期时，水圈水分大量聚集于陆地而使全球海平面 大约下降了 100米。如果现今地表冰体全部融化，则全球海平面将会上升80～90米，世界上众多大城市和低地将 被淹没。
②冰期时的大冰盖厚达数千米，使地壳的局部承受着巨大压力而缓慢下降，有的被压降100～200米，南极大 陆的基底就被降于海平面以下。北欧随着第四纪冰盖的消失，地壳则缓慢在上升。这种地壳均衡运动至今仍在继 续着。
关于中国东部第四纪冰期的问题，仍在争论中。1944年，李四光以庐山为样板，将中国东部第四纪冰期由老 到新划分出鄱阳、大姑、庐山冰期，再加上1937年H.von费师孟提出的末次冰期──大理冰期,建立了中国东部第 四纪冰期系列。对此，一些中外学者一直持有不同意见。80年代初，施雅风等提出，除太白山、长白山主峰区及 台湾中央山脉等海拔3500米以上的高山存在第四纪冰川遗迹外，长江中下游山地、广西桂林、湖北神农架、北京 西山、东北大兴安岭等都缺乏可靠的古冰川证据；中国东部和西部在第四纪冰期时的表现形式是不一样的，东部 地区不具备发育成山岳冰川的水、热和地形条件，只是处于一个气候较寒冷的时期，李四光所确认的东部古冰川 遗迹实非冰川成因，如把泥石流堆积误认为冰碛物等；东部地区第四纪冰期系列，除大理冰期外，其他冰期均缺 乏根据。
《全球变化》课程教学大纲
《全球变化》课程教学大纲课程编码：12014007课程名称：全球变化英文名称：Global Change课程类型：专业核心课总学时：64讲课学时： 50 讨论：14学分数：4适用对象：地理科学、资源环境与城乡规划先修课程：自然地理学、人文地理学、经济地理学、自然资源学原理执笔人：陈永金审核人：张金萍一、课程性质、目的和任务全球变化是目前全人类对地球知识关注的焦点，它是一种新的地球观，以地球系统的概念为基础，从整体上研究地球系统在各个时间尺度上随时间的变化，集中研究那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导致系统发生变化的过程和机制。
人类活动导致的全球变化及人类对全球变化的适应受到特别的关注。
狭义理解的全球变化主要是指人类生存环境的恶化。
该课程阐述了地表自然环境在历经了漫长的演化过程后，随着人类的出现和人类文明的高度发展，受到的人类活动深刻影响。
阐明人类赖以生存的地表环境的自然演化过程、全球环境的控制因子（太阳辐射、大气、海洋、冰川等）的相互作用机理及其反馈机制、环境变化对人类社会已经或可能造成的影响和人类在发展过程中如何实现人类与自然协调相处等重大科学问题。
二、课程教学和教改基本要求通过课程的学习，使同学了解在全球尺度上的由于自然和人为原因造成的环境变化问题的实质以及人类如何应对全球环境变化问题，帮助学生从时间维认识地理环境的过程、区域特征的形成以及人地关系等问题，使学生建立起地理科学是时空耦合的综合科学的观念。
增强学生关注地球、关注环境和从整个地球系统认识环境变化的意识。
讲课过程中重视学生的参与，实行探究式学习课堂教学模式改革，重视理论与实践的结合，通过作业、报告等将知识技能转化成自身素质。
三、课程各章重点与难点第一章地球系统与全球变化一、本章重点：地球系统的构成全球变化研究内容二、本章难点：三、教学要求：掌握地球系统的概念与组成，理解全球变化的内涵以及全球变化研究内容，了解全球变化主要时空特征。
第四纪末次间冰期—冰期的气候变化和驱动机制
第四纪末次间冰期—冰期的气候变化和驱动机制作者：包浪李海平来源：《城市地理》2017年第09期摘要：重建第四纪环境使环境演变的时间框架可以建立起来，结合地层层序，可正确的解释地质沉积记录的环境信息，并将这些分散的地质信息记录进行对比。
关于第四纪末次间冰期一冰期（130-10KaBP）的气候旋回的研究能比较详细的运用这些不同的方法和手段。
本文通过对末次间冰期一冰期的气候环境的描述，分析此种气候旋回的驱动机制。
关键词：末次间冰期-冰期；气候变化；气候旋回；驱动机制1.引言在18世纪末至19世纪早期，欧洲研究者依据阿尔卑斯山和斯堪的纳维亚山地冰川堆积物和基岩、漂砾上发现冰川擦痕远离现代冰川的分布情况，提出了“冰期理论”。
最著名的是Penck和Bmckner（1909）对阿尔卑斯4次冰期（玉木、里斯、民德和贡兹）划分规模影响很大。
近年来对深海沉积有孔虫壳体中与冰量变化有关的氧同位素测定与古地磁测年法结合的研究，确定了称为深海氧同位素阶段（MIS）的多次冷期和暖期的交替存在及与之对应的米兰科维奇学说的验证和发展，大大更新了冰期的理论。
在过去的几十年里对末次间冰期一冰期的环境变化进行了大量的研究，积累了丰富的陆地化石、极地冰川和深海沉积氧同位素序列等反映环境变化信息。
在这个时间段内，地球经历了暖期和冷期以及一些持续时间较短的气候波动（冰阶和间冰阶），这些环境的演变可以运用各种地质测年的方法来提供过去130KaBP相对可信的证据。
2.第四纪末次间冰期的气候变化2.1气候状况末次间冰期的开始表现约130KaBP，结束于约75KaBP，在世界各地有不同的名称，在阿尔卑斯山称为里斯-玉木间冰期，在中国东部称为庐山-大理间冰期。
这段时候的气候状况，在深海沉积物、冰芯氧同位素曲线和孢子花粉记录和海平面变化曲线上都有比较明显的反映。
大量气候替代性指标表明末次间冰期最暖时，北半球中纬度到高纬度的气候比现代要明显的温暖。
2.2温度记录古植物的记录表明当时在欧洲和北美存在着大范围的森林。
第四纪冰期间冰期旋回在中国的表现
冰期时各大陆的气候条件及冰川规模并不相同。位于海洋性 气候区的欧洲和北美，温度低，湿度大，有利于冰川的形成 和发展；在大陆气候控制下的亚洲大陆北部，气温虽然非常 低，但湿度小，属与干寒气候，不利与冰川的形成和发展。 中纬度大陆内部，冰期时因反气旋强盛，湿度小，降水稀少， 风力作用占优势，因而形成的是大面积的沙漠和黄土，即现 代中纬的沙漠黄土带，冰川不发育。
三国到南北朝后期。年平均气温比现在低1—2℃。
第三温暖期 发生在公元600—1000年，属于隋唐至宋朝初期。据
记载在公元650—669和678年的冬季，都城长安(今陕西 省西安市)无雪无冰。
第三寒冷期 在公元1000—1200年宋朝时代。公元1111年，太湖冰
封，冰上可行车。福建省历史记载有两次因寒冷而使荔枝受 损，一次是1110年，一次是1178年。南宋淳佑五年十二月 (公元1245年)，记载广州市、东莞、南海、佛山等地， “腊月初，大雪三日，积盈尺余……”。 第四温暖期
（1）希夏邦马冰期：发生在早更新世，其雪线的现代 高程位于6200～7000米。
(2)帕里间冰期：在海拔4000米高度分布有湖相沉积， 代表凉爽到温暖湿润气候。
(3)聂聂雄拉冰期：发生在中更新世，冰川规模最大。
(4)加布拉间冰期：发生在中更新世晚期，主要有湖相沉积， 据孢粉分析，植被变化为针叶混交林 —松栎林—松，木兰 混交林。推测当时年平均温为5～7℃，降水量1000～1500 毫米。湖盆周围有残留的红土风化壳。属于温暖湿润气候。
冰期发展的各个阶段，气候条件也有所不同。初期温度开 始下降，相对湿度增高，出现湿冷气候，冰川急速发育。 当冰川发展到最盛时期，地面被冰雪覆盖，反射加强，蒸 发减弱，温度继续下降，湿度相应下降，降水量也随减少， 于是出现典型的干冷冰期气候。冰期末期，温度逐渐升高， 冰川开始消融，相对湿度仍然很低，出现干凉或干温气候。 冰期时气候带向低纬方向移动，在山岳区向山麓依动。
自然地理学-5.第四纪冰川与冰期
中国第四纪冰川研究的主要成果
基本查清了中国第四纪冰川分布及其特征： 基本建立了低纬度高亚洲冰川作用序列：
青藏高原第四纪期间以高大山系为依托发育山地冰川，不存在大 冰盖；青藏高原雪线从外围向腹地升高呈同心圆分布，冰川规模 变化幅度东部比西部大； 运用地貌地层学方法和年代学技术，初步建立了可与深海氧同位 素阶段相比较的冰川作用序列，确认在MIS-18-16、MIS-12、 MIS-6和MIS-4-2以及全新世均有冰川作用发生；MIS-3等奇数阶 段亦有冰近。 高原及相邻山脉第四纪冰川是全球冰期与构造抬升的产物；确认 昆仑运动后各大山系先后发育冰川；共和运动使高原东缘诸多 4000米上下的山地普遍上升到雪线以上而发育末次冰期冰川。 冰川遗迹的鉴定标志是错误的；雪线没有下降到足够低；黄土 红土沉积，动植物孑遗等证据
阿尔泰山
天 山 祁连山
阿尔金山
喀喇昆仑山 昆 仑 山 巴颜喀拉山 唐古拉山脉 冈底斯山 喜 马 拉 雅 山 念青唐古拉山 横 断 山
早期外国学者的研究
Seven Hedin, 1895, Die Gletscher des Mustaghta；1917-22，south Tibet Huntington E., 1906. Pangong: A glacial lake in the Tibetan Plateau. De Fillipi F. 1915, Expedition to the Italian Expedition to the Karakorum Trinkler E 1930, The ice Age on the Tibetan Plateau and adjacent regions
第四纪冰川与冰期
英格兰漂砾引起的争论
冰期与间冰期
冰期与间冰期之间的转换机制
主讲：张芳
3.2 工业生产与地理环境
200810410133
张芳
• 地球轨道的变化导致了冬季和夏季之间、 极地和赤道之间太阳辐射量变化的对比， 从而导致极地冰盖的周期性扩张与收缩。 • 但地球轨道参数变化引起的太阳辐射的改 变本身不足以导致如此幅度的变化。 • 冰期与间冰期转换过程的不对称性在太阳 辐射曲线中并无表现。 • 地球系统在响应全球变化过程中可能存在 一系列复杂的反馈过程。
pH调节 辐射 海盐质点 干湿沉降
氧化化学
冰
气体交换
浮游植物 细菌 营养物 浮游动物 病菌
光化学
Hale Waihona Puke 溶解有机物图11海表和低层大气相互作用图
火山活动的作用
• 第四纪历史上，火山活动的强度有过较大 的变化，有可能对冰期—间冰期的气候变 化产生影响。 • 强火山喷发产生的火山尘幕能够影响通过 大气的辐射传输，从而影响天气和气候的 变化
十六萬年來大氣中 二氧化碳濃度與冰川體積的變化 二氧化碳濃度與冰川體積的變化
冰 少 川 體 積
二 多 氧 化 碳 量
长期气候变化与大气中二氧化碳的量 长期气候变化与大气中二氧化碳的量 有非常密切的关系 有非常密切的关系 三大冰期发 三大冰期发生时二氧化碳量則偏低
排放 气溶胶 降雨 径流 感热潜热交换
冰盖与海冰反馈
• 北半球冰盖随冰期——间冰期的转换而发 生大幅度的往复进退，这一过程对全球温 度变化起到强烈的正反馈作用。 • 全球海平面的升降。
大气温室气体的反馈与气溶胶反馈
• 温室气体呈现与温度变化相同的趋势，这 种强相关暗示存在着大气通过温室气体的 变化影响温度的反馈作用，使得变冷或变 暖的程度加大。 • CH４的主要源地是沼泽湿地。 • 水汽的正、负反馈作用。 • 气溶胶粒子的正反馈效应。
第四纪冰川
第四纪冰川大冰体。
由降落在雪线以上的大量积雪，在重力和巨大压力下形成，冰川从源头处得到大量的冰补给，而这些冰融化得很慢，冰川本身就发育得又宽又深，往下流到高温处，冰补给少了，冰川也愈来愈小，直到冰的融化量和上游的补给量互相抵消。
一般冰川为舌状，冰川面往往高低不平，有的地方有深的裂口，即冰隙。
冰川可分为大陆冰川和山岳冰川两大类。
第四纪时欧洲阿尔卑斯山山岳冰川至少有5次扩张。
在我国，据李四光研究，相应地出现了鄱阳、大姑、庐山与大理4个亚冰期。
现代冰川覆盖总面积约为1630万平方公里，占地球陆地总面积的11％。
我国的现代冰川主要分布于喜马拉雅山（北坡）、昆仑山、天山、祁连山和横断山脉的一些高峰区，总面积约57069平方公里。
冰川期，这是指地球气候酷寒，高纬度地方的广阔区域为大陆冰川所覆盖的时期。
最近的冰川期在更新世，据在欧洲和北美研究的结果，认为共有六次冰川期，五次间冰川期。
在日本根据分析冰斗地形发现有两次冰川期。
最显著的冰川期是在石炭纪－二迭纪，冰川的遗迹残留于冈瓦纳大陆。
除上述两大冰川期外，在欧洲和美洲还发现有前寒武纪、中生代和第三纪的冰川遗迹，但都不太显著。
地球自诞生后，气候也一直在变迁中。
地质年代中地球的气候是温暖和寒冷交替著出现。
在数十万年以上的极长周期气候中，有大冰川气候周期和冰川时代气候周期。
在震旦纪（大约六亿年前）以前地球上的气候，我们目前并不清楚。
从六亿年前前古生代震旦纪起一直到一万年前新生代的第四纪止，地球上的气候共经历了三次大冰川气候。
第一次是震旦纪大冰川期，距今约六亿年；第二次是古生代后期的石炭—二叠纪大冰川期，距今约2~3亿年；第三次是新生代第四纪大冰川期，距今约200万年。
这三大冰川期气候的时间周期尺度大约是千万年至亿年左右。
在第四纪大冰川期气候中，目前我们已经确知其间气候仍是寒冷与温暖交替出现。
这段时间世界各地的冰川进退次数并不一致，不过大多数的学者都同意：第四纪北半球大部有四次冰期、三个间冰期和一个冰后期；在北欧则有五次冰期、四次间冰期和一个冰后期。
漫话地球冰期(2)
漫话地球冰期（2）胡经国六、第四纪大冰期㈠、第四纪大冰期概述大约在人类刚出现在地球上的200万年前，地质史上第四纪大冰期同时揭开序幕。
全球各地气温开始下降；北半球中纬度地区的欧洲、北美洲和格陵兰都被从北极一路延伸过来的大冰盖所复盖。
在这段期间，欧洲共出现了5次冰期；而北美洲及中国大陆则分别出现了4次冰期。
至于中国台湾，目前只确定雪山地区在大约7～1万年前的第四纪更新世晚期，曾经出现过冰川，学者们将其称之为“雪山冰期”。
著名的第四纪大冰期从大约250万年前开始，并且一直持续至今。
地球人类现在就生活在第四纪大冰期里。
在第四纪大冰期之初，冰川覆盖了整个北半球。
如前所述，现代地球处于第四纪大冰期（主要是第四纪更新世大冰期）。
其间，50万年来出现了5次冰期。
每次冰期平均持续7万多年；而每次间冰期则平均持续2万多年。
目前，地球正处于大约从1.2万年前开始的间冰期，这也是第四纪全新世的开始。
㈡、第四纪大冰期划分1、世界的划分⑴、概述①、世界各地的划分1901～1909年，德国A.彭克和E.布吕克纳陆续发表《冰川时期的阿尔卑斯山》（3卷）。
该书作者根据欧洲阿尔卑斯山北麓多瑙河上游几级砂砾阶地的发育，提出该山区有4次冰期和3次间冰期，由老到新分别命名为：古萨（Günz）、民德（Mindel）、里斯（Riss）和沃姆（Würm）冰期；以及古萨－民德、民德－里斯和里斯－沃姆间冰期。
后来，B.艾伯尔和I.谢弗又补充了较老的多瑙（Donau）冰期和更老的拜伯（Biber）冰期。
几十年来，阿尔卑斯冰期系统广为流传，为世界许多地区所采用，并且作为典型冰期模式与世界各地进行对比研究。
20世纪20年代，一些学者根据北欧斯堪的纳维亚冰盖边缘活动位置，将丹麦、荷兰、德国北部和波兰的冰期系列划分出4次冰期和3次间冰期，由老到新为：艾尔斯特（Elster）、萨勒（Saale）、瓦什（Warthe）、维塞尔（Weichsel）冰期，以及克罗默（Cromer）、霍尔斯坦（Holstein）和埃姆（Eem）间冰期。
第5章 第2节 第四纪冰期—间冰期变化
兰冰芯记录） 。
通常是突然变暖的，温度在很短的时间内增加6～7℃， 从较现代低12～13℃增加到较现代低5～6℃，同时降尘 减少4倍多，每次变暖持续的时间尺度约500～2000a。
在110～15kaBP期间共有 23次D-O事件，其中所记录的
某些寒冷阶段在北大西洋的海洋沉积中也有记录。
KaBP
2）Heinrich事件
新仙女木事件
1）D-O颤动
即丹斯戈德一沃舒哥振动（Dansgaard-Owechger
Oscillations）。 是指在末次冰期内气候发生的千年级的、快速的、大幅 度的冷暖变化事件，即D-O振动事件。在D-O振动中，每 一个暖期之后紧接着是一个冷期，气温可在短短几十年
内变动，年均变化幅度为5~7℃，周期1000~3000a（格陵
14300 a B.P.。
使大气温度又降低3~6℃，周期5000~10000a，持续时间 200~2000年，随后却突然升温，在短期内温度变幅可达 5℃。 可能是末次冰期北半球普遍的气候振荡事件，在湖泊沉积
物中以及中国的黄土有记录。
Heinrich 事件与D-O事件的关系明显：每隔几次D-O事
件，就出现一次 Heinrich事件，Heinrich 事件正是发
气候变化具有10万年的周期，其间还亦叠加着
41000年和21000年的次一级周期。
第四纪冰期
第四纪冰期地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期，称为冰期，又称为冰川时期。
两次冰期之间为相对温暖时期，称为间冰期。
地球历史上曾发生过多次冰期，最近一次是第四纪冰期。
第四纪冰期约从距今200万年前开始直到现在。
一、第四纪大冰期气候第四纪初期的冰期环境波及全球，中期达到最盛，所以晚新生代大冰期主要指第四纪冰期。
当时，北半球有三个主要大陆冰川中心，即斯堪的纳维亚冰川中心：冰川曾向低纬伸展到51°N左右；北美冰川中心：冰川曾向低纬伸展到38°N 左右；西伯利亚冰川中心：冰层分布于北极圈附近60°—70°N之间，有时可能伸展到50°N的贝加尔湖附近。
此外，在中、低纬的一些高山区还发育了山麓冰川或小冰帽。
而在这次大冰期中气候变动很大，冰川有很多次进退。
根据对阿尔卑斯山区第四纪山岳冰川的研究，确定第四纪大冰期中有5个亚冰期。
在中国也发现不少第四纪冰川的遗迹，定出4次亚冰期。
在亚冰期内，平均气温约比现代低8°—12°C。
在两个亚冰期之间的亚间冰期比现代气温高。
据研究，在距今1.8万年前为第四纪冰川最盛时期，一直到1.65万年前，冰川开始融化，大约在1万年前大理亚冰期消退，北半球个大陆的气候带分布和气候条间基本上形成为现代气候的特点。
第四纪冰期的划分如下：二、世界的划分。
（1）阿尔卑斯山冰期划分第四纪冰期气候旋回的研究，最早开始于阿尔卑斯山。
1909年，A.Penck 和Bruckner研究阿尔卑斯山麓地貌和堆积物时，首先创立了4次冰期3次间冰期的论点。
其中冰期自老到新为：群智、民德、里斯和玉木。
在4个冰期之间和3个间冰期，分别为群智—民德、民德—里斯、里斯——玉木。
当时划分冰期、间冰期的主要依据，就是分布在阿尔卑斯山麓的4种不同的地貌类型及4种不同特征的沉积物。
其中群智冰期是与覆盖在古老夷平面上的老砾石层相对应；而民德、里斯和玉木等冰期，分别与老砾石层之上或洼地的新砾石层、高阶地上红、黄色砂砾层与低阶地上灰色沙砾层相对应。
第四纪气候变化
（四）、冰期、间冰期静动态分布规律
冰盖区
非冰盖区
海岸带
深海区（018/016)
动 态
间冰期
间雨期
海进
比值小
冰期
雨期
海退
比值大
静态分布
注意： • 1、气候变化的静态分布－－同一时间、 不同地点的反映。
• 2、动态变化规律－－同一地点、不同时
间的反映。
三、冰川作用区的地区研究
• Ⅰ、阿尔卑斯地区
• 研究最早，德国的A.Penker.bulukenier,对该区进行了 研究，根据寒冷和温暖气候所造成的地貌和沉积物的交 替出现划分了6次冰期。拜伯冰期（Biber ） —多瑙冰 期（Donau） —贡兹冰期（Günz） —民德冰期---里斯 冰期（Riss） —雨木冰期（Würm） • 冰期：冰碛物和冰水沉积物；间冰期：河流侵蚀陡坎和
生物群从极地向赤道迁移，在高山区，高
山上部的山岳冰川向山下或向山外围扩大
，生物群垂直分带向下迁移。
（一）冰川作用区的气候变化
A、全球降温，冰川活动； B、冰进过程：高山－－低山； C、生物群迁移，伴生着绝灭； D、南北半球同时发生，北半球多；
– 每次冰期以它达到的最大范围内的时间为限。
（一）冰川作用区的气候变化
暖
冷
间冰期
冰 期
间冰阶 冰阶
（二）地质历史上的三大冰期：
–前寒武纪冰期：5.7108 a. B.P –C--P冰期：2.5108 a. B.P –Q冰期：2106 a. B.P –冰川活动总的特点 • 持续时间：一千万年 • 间隔2.5亿年 脉动形式 • 第四纪260万年，但冷暖波动更明显
• 间冰期－－－两次冰期之间全球性的
增温期。地表大量的冰雪消融以致消
第5章第3节冰期-间冰期之间的转换机制
由于水汽损失而留在大西洋里的过剩盐分通过北大西洋深水外 流而运到南极附近的环状环流圈，部分向北流到印度洋，其余 的一直向东流入太平洋，在此，受温暖和入注淡水的稀释作用， 海水密度降低并上升到表面，然后向西运动返回到大西洋，构 成一个跨越大洋的海洋“传送带”。 北大西洋地区通过此传送带所获得的热量，远远超过了地球轨 道要素所引起的日照率变化导致的增热量，因而有人提出大洋 环流-气候关系模式来解释冰期-间冰期的转换机制。
上述现象可能是冰盖退缩比冰盖扩张迅速得多的原因之一。 大量的融冰进入海洋会导致海洋变冷，估计可使北大西洋表 层100m的海水以每年1℃的速度变冷，这一点也从中纬度北大 西洋的同位素记录得到证实。 融冰的另一个反馈机制是使水汽减少，早期的融冰使大量淡 水进入大西洋，如果这些淡水在咸水之上形成一个淡水层， 寒冷的淡水限制了水汽的蒸发，并且使海冰的范围扩大（淡 水在0℃就结冰，海冰的冻结温度为-1.9℃），减少向陆上冰 盖供给水汽，促使冰盖进一步瓦解。
说明地球系统在响应全球变化过程中可能存在一系列复杂的反 馈过程。在驱动与响应之间可能存在十分复杂的反馈机制，某 些正反馈过程使得地球轨道变化的初始驱动得到加强放大，而 另一些负反馈过程又使得正反馈的放大到一定程度后又开始衰 减。 冰期与间冰期转换过程的不对称性可能是降温期与升温期起主 导作用的反馈机制有所不同而造成的，升温期的正反馈过程更 为显著。并且除太阳辐射因素之外，在解释冰期—间冰期变化 时还需要考虑其它驱动因素的作用。直到目前，对冰期—间冰 期的转换机制尚无完美的解释，但一些可能的因素和反馈机制 已受到注意。
现代海洋化学研究表明，底栖有孔虫生长环境中水体的PO3-4 浓度与有孔虫壳体的δ13C成反比，与 Cd/Ca成正比，因此碳同 位素和 Cd值可以反映深水营养状况的变化。大西洋深水来自 营养匮乏的亚热带水源，而南极水体源于深部上升的富营养水 体，因此大西洋深水相对于南极水体富δ13C而 Cd，根据底栖 有孔虫壳体的δ13C和Cd的高低可以对大洋深水的源地进行区 分。
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南极冰芯等多种记录中都有发现，为全球性的气候事
件。
3）新仙女木事件（Younger Dryas）
气候变化具有10万年的周期，其间还亦叠加着
41000年和21000年的次一级周期。
黄土剖面和深海沉积物岩芯气候变化信息序列的谱分析结果（刘东生，1997）
但在不同阶段，起主导作用的周期有明显的差别： 2.5～1.6MaBP期间0.1Ma的周期很明显，0.4Ma的周期也很 突出，其它周期成分的比例则很低； 与黄赤交角的变化周期相对应，岁差和偏心率的几个周期 成分不显著；
心率变化引起的太阳辐射变化分量不足以解释何以100ka在 0.9MaBP以来成为主要周期，因此，有关100ka周期的起源和 演化机制成为第四纪古气候研究中的一个重大疑难问题，目 前所提出的各种解释均有待更多的证据。 0.9MaBP以来，存在着大体以0.1Ma为主要周期的冰期、间 冰期环境的转化。从末次间冰期（约125kaBP）到现在，全
新仙女木事件
1）D-O颤动
即丹斯戈德一沃舒哥振动（Dansgaard-Owechger
Oscillations）。 是指在末次冰期内气候发生的千年级的、快速的、大幅 度的冷暖变化事件，即D-O振动事件。在D-O振动中，每 一个暖期之后紧接着是一个冷期，气温可在短短几十年
内变动，年均变化幅度为5~7℃，周期1000~3000a（格陵
1988年，Heinrich发现末次冰期北大西洋深海沉积物岩
芯中常包含数6层陆源冰漂砾含量增多的沉积物，表明 末次冰期内曾发生过多次北极冰山向海里倾泻的事件， 代表大规模冰山涌进的气候效应而产生的快速变冷事件， 又称冰筏事件。
6次时间为：69000、36000aB.P、52000、27000、21000、
黄土古土壤序列是目前唯一已知的能与深海氧同位素记录对
比的陆上沉积，如宝鸡的黄土剖面厚约160m，是最完整的黄 土剖面之一，它于2.5MaBP前后开始堆积，由37个土壤地层 单位组成，每个土壤地层单位包括一个黄土层和一个古土壤 层或古土壤复合层，黄土层代表了冷干及粉尘堆积速率大的
时期，古土壤则表明当时气候较为暖湿，粉尘堆积速率小。
1.6～0.9MaBP之间，冷暖环境变化以41ka的周期最为显著，
0.9MaBP以来不仅波动幅度增大，而且变化频率降低，
100ka周期为主要周期，与偏心率的变化周期相一致。 在40kaBP以来表现得特别明显，在长周期变化之上叠加着 41ka的周期以及23ka的周期（接近地球岁差变化周期）。
虽然100ka的周期与地球偏心率变化的周期十分接近，但偏
3、环境要素变化的协同性
与全球气候的大幅度冷暖变化相对应，各环境要素呈 现协同变化的特征。
变化过程的一致性说明它们的变化不是孤立的，彼此
之间是按某种方式联系在一起的。
北半球冰盖的发育按照这样的模式：冰雪积累形成冰盖的过程十分 缓慢，但冰川融化、冰盖退缩的过程却十分迅速，冰盖随冰期—间
冰期的转换发生大幅度的往复进退（以深海δ18O的变化为代表）。
14300 a B.P.。
使大气温度又降低3~6℃，周期5000~10000a，持续时间 200~2000年，随后却突然升温，在短期内温度变幅可达 5℃。 可能是末次冰期北半球普遍的气候振荡事件，在湖泊沉积
物中以及中国的黄土有记录。
Heinrich 事件与D-O事件的关系明显：每隔几次D-O事
件，就出现一次 Heinrich事件，Heinrich 事件正是发
在深海氧同位素序列和我国黄土古土壤序列中均分 别检测出地球轨道参数变化的几个特征周期，即偏
心率周期（0.4Ma、0.1Ma），黄赤交角周期
（41ka），以及岁差周期（23ka和19ka），表明第 四纪冷暖波动周期与地球轨道参数周期相一致。因 此，地球轨道参数变化可能是第四纪环境周期性变 化的驱动力。
第二节 第四纪冰期—间冰期变化
1、环境特征
第四纪环境以周期性的冷暖环境交替转换为特征，
冷暖波动的幅度达10℃以上。
与冷暖波动相联系的冰川体积变化约达5×107km3，
海面升降幅度在100～150m 。
根据海洋微体古生物的氧同位素分析结果，自1.8MaBP以来 可以分辨出61个冷暖阶段，构成30.5个冷暖旋回，其中奇数 阶段对应温暖期，偶数阶段对应寒冷期。
珊瑚礁阶地所记录的海平面变化与深海氧同位素的变化大体同步 。 陆上的黄土记录显示，深海氧同位素记录的间冰期或间冰段对应于 形成古土壤的温暖湿润时期，冰期或冰段对应于黄土迅速堆积的冷 干时期；
冰芯记录也显示，冰期时极地降水减少，粉尘浓度增大，温室气体
CO2和CH4的含量减少；间冰期时降水增多，粉尘减少，温室气体含 量增加。
4、状态转换过程中的时滞现象
冰期与间冰期环境的转换是一个驱动与响应的复 杂的非线性过程，不同圈层由于性质的不同而呈现 不同步变化的特点。
粒度代表的冬 季风记录先于 由磁化率代表
的夏季风记录
的变化
5、快速变换事件
D-O颤动（Dansgaard-Oeschegar oscilations）
Heinrich事件。
球环境经历了一个完整的冰期、间冰期旋回，此一旋回所显
示的全球变化过程的下列特征，可以视为是第四纪冰期、间 冰期环境转换的基本特征。
2、转换过程的不对称性
从间冰期向冰期的过程是缓慢的、阶段性的，缓慢的变冷过 程可能会持续70～90ka，其间发生数次轻微回暖的阶段； 从冰期向间冰期的变化却是迅速的，冰川融化只需要8ka的 时间，冰川的退缩使环境迅速转变为现代的间冰期。
兰冰芯记录） 。
通常是突然变暖的，温度在很短的时间内增加6～7℃， 从较现代低12～13℃增加到较现代低5～6℃，同时降尘 减少4倍多，每次变暖持续的时间尺度约500～2000a。
在110～15kaBP期间共有 23次D-O事件，其中所记录的
某些寒冷阶段在北大西洋的海洋沉积中也有记录。
KaBP
2）Heinrich事件