地球的地质历史

最后更新2023年2月19日星期日|生态足迹

能够回顾过去有助于气候学家更好地理解与地球气候有关的长期过程。raybet雷竞技最新虽然缺乏可用的数据意味着大多数最古老的时间间隔不像最近的时间间隔那样被理解，但随着新发现的出现和分析技术的改进，地球过去的气候历史变得更加清晰。raybet雷竞技最新

为了把地球的过去放在一个历史背景中，我们必须把它放在一个跨越46亿年的时间尺度上——地质学家称之为地质时间尺度。地球的历史被划分为几个主要的时间间隔(参见166页的地质时间尺度)，这些时间间隔是由地球历史上的重大事件所决定的，比如灭绝、冰期和主要生命形式的变化;这就是为什么间隔都代表不同的时间长度，而不是预设一致的间隔。例如，二叠纪和三叠纪之间的划分(也是二叠纪和三叠纪之间的界限)古生代和中生代时期)与地球的相对应最大规模物种灭绝。在这一点上，100%的三叶虫(一种海洋节肢动物)灭绝了，50%的动物家族消失了，95%的海洋物种死亡了，许多树种也消失了。地质学家已经确定这可能是由冰川作用或火山作用引起的。

地质时标由四种划分类型组成:亿元、年代、时期和时代。亿万年是地质时间中最大的间隔，可能长达数亿年。亿元被细分为时代。时代被细分为时期甚至更小的时代。年代用于相对年轻的地质矿床。这种分层分类方案根据重要事件划分时间段。

在研究整个地质时期的古气候变化时，科学家们raybet雷竞技最新会考虑气候变化等因素太阳能输出，地球的变化轨道,旋进地球大陆位置的变化，以及大气中温室气体浓度的变化。下表说明了在不同地质时期存在的一般温度制度和生命形式。

地质时期特征
地质时期	年龄(缅甸)*	一般温度	占主导地位的生命形式
寒武纪	550 - 480	温和的	三叶虫
奥陶系	480 - 415	从冷到热	植物，珊瑚，鱼类
志留纪	415 - 390	温暖的	昆虫、维管植物
泥盆世	390 - 345	热	陆地植物，两栖动物
密西西比人	345 - 300	温暖的	有翅膀的昆虫
宾夕法尼亚州的	300 - 270	温和的	爬行动物,蕨类植物
二叠纪	270 - 230	冷却器	两栖动物、树木
三叠纪	230 - 200	热	恐龙、哺乳动物
侏罗纪	200 - 135	热	恐龙，鸟类，针叶树
白垩纪	135 - 60	温暖的	恐龙，蛇，蝴蝶，有袋动物
三级	60 - 2.6	很酷的	哺乳动物，草，鸟类
第四纪	2.6目前	温暖的	人类
*百万年前

关于长期变化，美国地质调查局(USGS)的科学家认为，它主要是由板块构造及其对大气温室效应的影响控制的。在板块构造学中，地球上的大陆在地质时期“漂移”在地壳的流体层上。当板块碰撞，一些板块的物质是俯冲(被推到)地壳下面。俯冲地壳

板块构造为二氧化碳的释放提供了一种机制的水圈，生物圈和大气。

会融化，在地壳正上方形成火山。板块构造负责向大气中释放二氧化碳。有了对板块构造的理解，气候学家就可以研究地球表面的岩石和地貌并确定其年代，还可以重建不同时期大陆的模型。

一些气候学家认为，古代的冰川期甚至可能与板块构造有关。人们曾讨论过这样一种观点，即火山产生二氧化碳的速度可能下降了，这将降低大气中二氧化碳的含量，从而降低地球的温度，使其易于发生冰川作用。一些科学家认为，全球变暖可能是板块快速扩张造成的，而全球变冷可能是板块在构造过程中缓慢扩张造成的。

此外还有中期变化。这些变化集中在科学家们所说的“天文理论对气候raybet雷竞技最新变化的关注米兰科维奇旋回。以塞尔维亚天文学家命名Milutin米兰科维奇先生，米兰科维奇周期解释了地球的季节结果是地球绕太阳轨道的变化。有三种类型轨道的变化:(1)变化地球的倾斜，(2)偏心量的变化，(3)进动量的变化。当地球围绕太阳公转时，这三个独立的周期运动——周期的长度在持续时间上都不同——结合在一起产生了到达地球的太阳能量的变化，并帮助决定了地球的气候。raybet雷竞技最新

第一个周期——地球倾斜的变化——以41000年为一个周期。地球的倾斜度从22°到24.5°不等。较小的倾斜在中纬度和高纬度地区，夏季和冬季之间的季节变化较小。今天，地球的倾斜是23.5度。倾斜越小，冬天就越温和，夏天就越凉爽，为冰川和冰原的形成创造了最佳条件。

一旦冰川和冰原形成，气候系统中的正反馈就开始发挥作用。raybet雷竞技最新正反馈是一种相互作用，它放大了系统对所受事物的反应——它增加了条件(例如使它更冷，使它更热，等等)。在这种情况下，当地球被更多的冰雪覆盖时，它会将更多的太阳能量反射到太空中，从而导致额外的冷却。科学家们还确定，随着冰盖的增长，大气中二氧化碳的含量会下降，从而进一步使气候变冷(另一个积极的反馈)。raybet雷竞技最新

第二个周期——偏心率——与地球绕太阳轨道的形状有关。轨道路径不是一个完美的圆。它随着时间的推移而改变，或多或少地变成椭圆形。这意味着地球在一年中的某些时候比其他时候稍微靠近太阳。在10万年的周期中，轨道路径从接近圆形到非常椭圆(椭圆形)不等。当轨道更圆的时候(就像今天这样)，太阳能的季节变化不大(大约7%)，但当轨道高度偏心的时候，季节就会夸张得多(大约20%)，季节的长度也会改变。这种循环影响夏季和冬季的相对严重程度，并有助于控制冰盖的增长和退缩。

北半球是地球上大部分陆地的所在地，那里的夏季凉爽，使得冰雪可以一直存在到下一个冬天，这使得大型冰盖在数百年到数千年的时间里得以形成。温暖的夏天融化的冰比冬天积累的冰要多，从而使冰原缩小。

第三个周期——岁差变化——与地球绕地轴自转有关。就像一个旋转的陀螺，当它沿着一个小的圆形路径时，开始收缩和摆动地球的轴做同样的事情。这种摆动被称为岁差，它以大约23000年的周期运行。正因为如此，北半球的自转轴在夜空中绕了一个圈。目前，地球的北极指向北极星，但随着自转轴的摆动，它并不总是指向北极星。此时，地球在1月离太阳最近，7月离太阳最远，但由于岁差，大约在11000年后，会出现相反的情况，这将使北半球的冬天更加严酷。

古气象学家可以使用这些信息来查看过去100万年的气候记录，以确定任何因果关系。他们已经能够确定低偏心率时期(圆形轨道)和冰川期之间存在相关性。此外，过去16万年的间冰期(冰期之间的间隔)显示了41000年倾斜周期和23000年倾斜周期的循环模式岁差周期。

据密歇根大学大气、海洋和空间科学系的气象学家佩里·萨姆森博士说，其他古气候因素也存在，它们也与米兰科夫瘙痒周期相关，并有助于重建和理解过去的气候。raybet雷竞技最新这些因素包括:

•大气中的尘埃量

•冰盖的反射率

•温室气体的浓度

•云的特征,

•以前被冰川和冰盖的巨大重量压制的土地的反弹(隆起)。

一旦重量被移走，地面就会慢慢上升到被冰压在上面之前的水平，这种现象被称为等静态反弹。

对米兰科维奇周期的深入理解极大地帮助科学家们拼凑出谜团，解释过去1万到10万年间冰的前进和后退。