第四纪末次间冰期—冰期的气候变化和驱动机制
第六章 新生代衰落与第四纪全球变化
第三节 冰期间冰期的转换机制
从全球变化记录中可以检测出与地球 轨道参数变化相同的周期，且全球变化 的记录与根据地球轨道参数变化计算的 太阳辐射的峰谷变化存在着对应关系， 这种对应关系说明地球轨道参数变化可 能是第四纪环境周期变化的驱动力，地 球轨道参数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。
冰期
气候变暖
冰盖
大洋
海平面上升
托起搁浅冰盖
冰盖破碎外流
冰盖变薄
内陆冰体受损
陆地高处冰体向外流的增温使冰体融 化，而是靠崩裂的海冰随海流飘走之后由海 水的热量使冰融化； 陆地上冰盖边缘的冰水湖泊中亦如此；
上述现象即冰盖退缩比冰盖扩张迅速的多的 原因之一······ 此为，还有以下因素······
气候变冷与冰雪覆盖的关系
气候变冷导致高纬度地 区冰雪覆盖的积累与扩 展，而陆地冰盖与 海水 的扩展进一步促进了气 候变冷；如右图：
气候变冷 冰雪积累
一、从间冰期到冰期 在从间冰期向冰期的转换过程中，大 量水分从海洋中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，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 因缺水而不会无限制的增大。关系如下图：
冰盖与海冰反馈 大气温室气体的反馈与气溶胶反馈 大洋传输带的变化 火山活动作用
冰期-间冰期之间的转化机制
冰盖与海水反馈 大气温室气体的反馈与气溶胶反馈 大气传输带的变化 火山活动的作用
一、冰盖与海水反馈
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 表现: 1 冰雪积累、冰盖扩展的过程十分缓慢 2 冰川融化、冰盖退缩的过程十分迅速
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。
试论第四纪冰期与环境的关系
试论第四纪冰期与环境的关系摘要：第四纪是地质发展史中最新的一章，自然界在此时发生了一系列重大事件，其中最引人注目的是第四纪冰期的出现。
第四纪冰期的出现，明显地改变了地球的自然面貌，无论大陆和海洋，都发生了一系列巨大的变化，即冰川还对陆地表面进行塑造，引起全球海平面的升降以及海陆轮廓的变化。
同时，对生物界影响最大的，表现为喜冷生物群的发展的分布区的扩大。
第四纪冰期与间冰期的交替，直接影响地球的气候变冷与冷暖波动。
关键词：第四纪冰期生物界海面升降气候1冰期与间冰期的特征冰期 ice age 具有强烈冰川作用的地史时期。
又称冰川期。
冰期有广义和狭义之分，广义的冰期又称大冰期，狭义的冰期是指比大冰期低一层次的冰期。
大冰期是指地球上气候寒冷，极地冰盖增厚、广布，中、低纬度地区有时也有强烈冰川作用的地质时期。
大冰期中气候较寒冷的时期称冰期，较温暖的时期称间冰期。
大冰期、冰期和间冰期都是依据气候划分的地质时间单位。
大冰期的持续时间相当地质年代单位的世或大于世，两个大冰期之间的时间间隔可以是几个纪，有人根据统计资料认为，大冰期的出现有 1.5 亿年的周期。
冰期、间冰期的持续时间相当于地质年代单位的期。
在地质史的几十亿年中，全球至少出现过 3 次大冰期，公认的有前寒武纪晚期大冰期、石炭纪-二叠纪大冰期和第四纪大冰期。
冰川活动过的地区，所遗留下来的冰碛物是冰川研究的主要对象。
第四纪冰期冰碛层保存最完整，分布最广，研究也最详尽。
在第四纪内，依冰川覆盖面积的变化，可划分为几个冰期和间冰期，冰盖地区约分别占陆地表面积的30％和10％。
但各大陆冰期的冰川发育程度有很大差别，如欧洲大陆冰盖曾达北纬48°，而亚洲只达到北纬60°。
2第四纪大冰期总体印象2.1第四纪大冰期冰川分布根据地质记录，大约在晚第三纪即距今1400～1100万年前冰期即已开始，但到第四纪才出现冰期和间冰期交替的现象。
在冰期最寒冷时期，北半球高纬地区形成大陆冰盖，格陵兰冰盖把格陵兰和冰岛全都覆盖了；劳伦大冰盖覆盖了整个加拿大，并向南延伸到纽约和辛辛那提一带；斯堪的那维亚冰盖达到北纬48°，几乎把欧洲的一半都掩埋住，冰盖最大厚度约达3000m；西伯利亚冰盖占据了西伯利亚北部，大约达到北纬60°；许多高山地区，如阿尔卑斯山、高加索山、喜马拉雅山等都出现了较大规模的山地冰川。
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。
从第四纪冰期气候变化预测未来气候
从第四纪冰期气候变化预测未来气候气候的变化一直倍受人们的关注。
未来的气候究竟是会一路变暖，还是会越来越冷的争论就一直没有停止过。
很多人担心，电影《后天》中的情景就是明天地球的真实写照。
那么，未来的气候究竟会向着什么方向发展呢？谈到这个问题，我们还得从第四纪冰期时的气候说起。
第四纪冰川是地球史上最近一次大冰川期。
冰川的发生是极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体，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。
第四纪时，地球气候出现过多次冷暖变化，240万年以来至少经历了24个气候旋回。
晚新生代冰期开始于距今1400～ 1100 万年前，但在第四纪才出现冰期和间冰期的明显交替。
冰期极盛时，北半球高纬地区形成大陆冰盖，格陵兰冰盖覆盖了格陵兰和冰岛，劳伦大冰盖掩埋了整个加拿大，并向南延伸至纽约、辛辛那提一带。
欧洲将近一半被斯堪的纳维亚冰盖覆盖。
西伯利亚冰盖则占据了西伯利亚北部地区。
说到冰期，很多人认为就是在这一时期里，世界上到处都是冰，气候寒冷。
事实是这样的吗？其实不然，第四纪大冰期中的气候也有很大的变化，曾经出现几次亚冰期和亚间冰期。
变化的时间短则几千年，长则几万年或十几万年。
在20世纪初，地质学家根据阿尔卑斯山区的资料，确定那里存在四次亚冰期的规律。
这就是：群智亚冰期、民德亚冰期、里斯亚冰期和武木亚冰期。
第5章 第2节 第四纪冰期—间冰期变化分解
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。
第四纪冰川作用与全球气候变化
第四纪冰川作用与全球气候变化近年来，全球气候变化成为了一个备受关注的问题。
而与全球气候变化紧密相关的一个重要因素便是第四纪冰川作用。
第四纪冰川作用对全球气候变化产生了深远的影响，不仅改变了地球的地貌和生态系统，还通过各种反馈机制进一步加剧了气候的变化。
本文将围绕这个主题展开探讨，探究第四纪冰川作用与全球气候变化之间的关系。
第四纪冰川作用是指在第四纪冰期和间冰期时期，冰川扩张和退缩对地表形态和地球气候环境所造成的影响。
第四纪冰川的扩张过程中，冰川运动通过物理磨蚀和化学侵蚀作用改变了地表形态，形成了湖泊、冲沟和冰碛原等地质地貌。
而冰川退缩过程中，冰川带走了大量的土壤和岩石，造成了严重的侵蚀现象，并留下了U 型谷和冰碛丘等地貌特征。
冰川作用对全球气候变化产生了重要的影响。
首先，冰川的扩张和退缩过程会改变地球的能量平衡。
冰川的反射率高，可以反射太阳光线，减少地球表面的吸收。
因此，在冰川扩张期，冰川覆盖的地区的温度会降低，从而影响更广阔地区的气候系统。
其次，冰川退缩会导致海平面上升。
随着全球气候变暖，冰川融化释放出的水量增加，进而导致海水量增加。
这会对沿海地区造成严重的影响，包括沿海侵蚀和海洋生态系统的改变。
除了冰川的物理影响，还存在着一系列的冰川-气候反馈机制。
冰川冷却效应是其中的一个重要反馈机制。
冰川的扩张会使得地表反射率增加，进而减少地球表面的吸收。
这种反射效应会进一步导致气温下降，从而加快冰川的扩张速度。
另一个反馈机制是水汽的释放。
当冰川消退时，释放出的大量水汽会增加大气中的温室气体含量，进而加剧全球气候变暖。
这种反馈机制进一步加速了冰川消退的速度。
然而，与冰川作用对全球气候变化的影响相比，人类活动对气候变化的贡献更加重要。
工业化和能源消耗导致的温室气体排放成为了全球气候变暖的主要驱动因素。
尽管冰川作用在全球气候变化中起到了一定作用，但其在整个气候系统中所占的比重较小。
总之，第四纪冰川作用与全球气候变化之间存在着密切的关系。
全球变化--新生代衰落与第四纪
？在此之前，欧洲和澳大利 亚的狩猎者与哺乳动物一起 共处了数千年 ？多种在考古遗址中大量发 现的动物并未灭绝（驯鹿）
/宝贝无言/album/item/fda1500917ac21386a60fbcf.html( 动物百 态)
3.2 采集-狩猎者对环境的影响
“哥本哈根共识” 2004.05全世界该如何支出500亿美元?16/17
面对全球变化，我们为什么恐慌?
恰恰是就是在寒冷黑暗的冰期,罗马和玛雅帝国崩溃了. 之后,他们纷纷在比今天更热的温暖期繁荣兴盛起来,而 且,也是在寒冷的小冰期,欧洲遇到了有史以来最为严重 的洪涝灾害和饥荒.---S.弗雷德.辛格
www.globalchange.umich.e du/.../index.html
www.earthobservatory.nasa. gov/Study/Paleoclimatol...
2.2 第四纪冰期-间冰期转换机制
2 末次冰期最盛期(LGM)
(18LkGaMBP)
/institutes/occi/viewImage.do? id=19029&aid=9948
太阳辐射 变化
反馈机制
冰期间冰期 转换
2.2 第四纪冰期-间冰期转换机制
1 反馈机制
冰盖与海冰反馈 与全球海平面升降相联系，与气温变化呈正
反馈过程。 大气与温度的反馈
CO2、CH4与温度成正反馈 水汽、气溶胶的反馈 大洋传送带 热量输送 火山活动
2.2 第四纪冰期-间冰期转换机制
大洋传送带Thermohaline circulation
2 38MaBP事件（始新世末期事件）
南极海域 气候急速变冷，导致深海海水温度下降4-5 摄氏度，并导致南极海域表层水温大幅降低，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
来自法国和德国西北部的孢粉记录表明当时的年平均气温比现代要高1-2℃：来自挪威西部、荷兰和意大利的古植物记录表明当时夏天的温度要高于现代2℃：而大西洋加拿大当时的温度至少要比现代高4℃。
2.3生物群演变
世界各地末次间冰期的植被与全新世的植被有很多相似之处。
在西欧的若干标准地点里，孢粉分析表明当时都具有大西洋混交栎林植被。
在我国末次间冰期里的南方和北方动物群有着较大的差异。
北方的主要是丁村人动物群，其中森林型喜暖动物成分较多，草原型和喜冷动物较少。
而在南方此时生活的是含有智人化石的大熊猫一剑齿象动物群，主要发现在广东和广西的一些洞穴中。
3.末次冰期的气候变化
3.1定义
末次冰期发生距今75-10KaBP之间，中欧称为玉木冰期，在中国东部称为大理冰期或者太白冰期，在珠穆朗玛峰地区称为珠穆朗玛冰期。
在距今60-30Ka年末次冰期，出现一个间冰阶使该冰期分裂成两个阶段，第一个阶段在珠穆朗玛峰地区称为基龙寺阶段或者珠穆朗玛冰期I，距今约75-60Ka年；第二阶段为绒布寺阶段或这珠穆朗玛冰期Ⅱ，距今约30-13Ka年，其降温幅度比第一阶段更大，极盛期在距今18Ka年。
3.2气候变化
在末次冰期间，全球气候变化整体趋势是寒冷时期，有大规模的全球冰流扩张，海平面的大幅度降低。
下面以全球冰流扩张和海平面降低两方面为例，分析末次冰期的气候特征。
末次冰期在海洋上主要表现为海平面大幅度的降低，大陆架出露成陆。
在此期间，巨大的冰体在陆地堆积，海水蒸发损失得不到补充，导致海平面大幅度下降。
然而，末次冰期的海平面应该不是稳定不变的。
在这段时间，我国出现了两次海侵，说明在末次冰期期间有小规模的回暖现象。
4.促发机制
可知130Ka以来末次间冰期一冰期的环境发生了变化，根据现有的地质信息记录可以表明末次间冰期一冰期的环境演变，而此种气候旋回演变的促发机制也成了第四纪冰期讨论的重点。
总的来说，气候演变的推动机制主要有两个方面；一是地球外部因素，即天文变化过程的驱动影响：另一方面是由陆地一海洋-大气系统中的一些过程的地球内部因素驱动。
4.1天文因素
气候变化的天文因素，经常被称为米兰科维奇假说。
该理论以地球轨道参数的变化，导致其接受太阳辐射量的变化来解释气候波动的原因。
米兰柯维奇详细研究了地球轨道偏心率、黄道面倾斜和岁差等地球轨道参数的长期变化与地面所接受太阳幅射量之间的关系。
地球轨道偏心率的增大，日地距离远，导致气候变冷。
黄道面倾斜与岁差也做周期变化，影响气候以另外的频度和幅度作周期性变化，黄道面倾斜的平均周期为41000年，岁差的平均周期为22000年。
由于上述地球轨道参数的变化，都会引起地球接受太阳辐射量的变化及地球气侯的周期性变化。
4.2内部因素
气候变化的内部因素主要有陆地-海洋-大气系统的一些过程以及其反馈循环机制影响。
区域气候是与海洋环流紧密联系在一起的。
如西欧大部分地区相对较为温和，与相同纬度带的加拿大东部地区的严峻的气候条件形成鲜明的对比。
结语：本文讨论了过去130KaBP以来第四纪末次间冰期-冰期的气候变化现象，讨论了这一时期对全球间冰期-冰期气候旋回的驱动因素。
现在普遍认为，米兰科维奇驱动的太阳辐射变化是冰期-间冰期旋回的一个主要驱动因素，但是叠加在其上的是一系列的内部反馈机制，包括海洋运输，反射效应以及地球各个圈层之间的气体交换。
其问各个部分之间相互影响机制的复杂难题有待第四纪工作者进一步的探讨。