数百万年前Wbh

4.2.大约275万年前，北半球首次出现大冰原，并以41000年的周期生长和融化轨道倾斜直到大约90万年前。从那时起，冰盖变化的主要周期为10万年。

到20世纪80年代，由一个国际科学联盟资助的一艘船开始应用从英国古代殖民时期借来的技术石油行业为了钻取数千英尺深的海底沉积物序列以及数百万年前的沉积物。从这些长序列中产生了北半球冰川作用史的第一个完整记录。人们使用了几种方法来确定这些更长的序列的年代。一种技术依赖于微小的富含铁的矿物所携带的磁性特征，这些矿物既存在于海洋沉积物层，也存在于海洋沉积物层玄武岩由冷却熔岩形成的岩石。磁模式最初是在岩层中发现的，并使用放射性衰变方法确定了年代。然后，陆地岩石的年代确定方案直接转移到海洋沉积物中发现的类似模式，为冰川变化提供了时间尺度。

科学家们最终得到了北半球冰期周期的完整历史，如图4.2所示。关于这一记录，令人惊讶的是冰川旋回的数量:至少有40-50个，这取决于有多少较小的旋回嵌在较大的旋回中。在所有这些擦除之后，大陆“黑板”上留下的零碎冰川记录表明有4或5个冰川旋回。现在很明显，发生了10倍的事情。

这些记录揭示了北方冰河时代的全部历史。在南半球，以极为中心的南极大陆上的大冰盖至少存在了1400万年。相比之下，北极位于北冰洋，最近的可以形成冰原的大陆位于低纬度地区，那里夏天的太阳更强。在数百万年的时间里，北方太热了，无法形成冰，即使是在轨道的变化造成太阳辐射的极小值。结果，300万年前的北半球没有冰原。

但是全球气候正在稳步变raybet雷竞技最新冷(第二章)。第一个大冰原出现在275万年前，当时北半球跨越了一个进入冰期的新门槛，或者更准确地说，是一个漫长的冰期周期的开始。那时，冰山开始将大陆上的矿物颗粒和岩石碎片倾倒到大西洋的沉积物中，一直向南延伸到纽芬兰和法国。与此同时，氧同位素记录显示了一系列振荡的开始，这些振荡一直持续到现在(图4.2)。

从270万年前到90万年前，大多数冰期周期发生在41000年的常规间隔，其他一些冰期周期发生在22000年。Milutin米兰柯维奇会很高兴看到这三分之二的北半球冰川历史。他的辐射计算表明，在北方冰原存在的纬度，41000年和22000年的周期都很强，他预测在这两个周期的夏季辐射较低的时候，冰原会形成。它们就在这里，大约有40或50个单独的冰川，每一个都被北部冰盖融化的时间分开。这种早期模式的含义是，当夏季辐射较弱时，气候已经变得足够寒冷，足以形成冰盖;而当夏季辐射较强时raybet雷竞技最新，气候仍然足够温暖，足以融化冰层。

在图4.2中同样明显的是，冰川条件非常缓慢地漂移。氧同位素技术不仅测量了冰盖的大小，还测量了海洋的温度。在许多地区，气温的变化趋势被认为与冰层的变化趋势一致:当冰盖变大时，它们会使气候(和海洋)变冷，反之亦然。raybet雷竞技最新因此，图4.2中明显的缓慢漂移在一定程度上表明冰盖正在变大，但也表明海洋正在变冷。

大约90万年前，冷却趋势达到了另一个阈值，冰盖变化的新模式出现了。从那时起，冰原没有像以前那样在每一个单独的41000年或22000年周期后完全融化。相反，一些冰在较弱的夏季辐射高峰期间幸存下来，提供了一个基础水平的量，可以在下一个辐射最低期增加。结果，冰盖开始持续存在长达10万年之久，在较小的辐射峰值期间有所收缩，但随后变得更大。这种冰反应的变化可能是由地球气候的持续冷却来解释的:现在太阳在融化冰方面遇到了困难，而在很久以前，它不允许任何冰生长。raybet雷竞技最新

尽管如此，北半球的冰原仍然在相对较短的时间内消失。每10万年左右，太阳辐射峰值就足以迅速融化北美和欧亚大陆上的所有冰。这些较大的辐射最大值出现在由倾斜周期(41000年)和岁差周期(22000年)引起的峰值接近的时候。最近的一次排列发生在16000到6000年前，当时北方的大冰原融化了。只有格陵兰岛的小冰盖经历了这些重大的融化事件。

在过去的90万年中，多达9个10万年的冰川旋回可以计算在图4.2中。在它们之上，更难以看到的是，与之前存在的那些类似的41000年和22000年的周期。这些较短的周期并没有随着新周期的形成而结束;相反，它们被它们叠印了。总的来说，这三个周期呈锯齿状，缓慢地积累到最大尺寸，但随后融化的间隔非常快。米兰科维奇看到这种模式会很惊讶。他的理论并没有预测到更长更大的10万年周期，以及可能将其与气候变化联系起来的机制轨道偏心率仍在探索中。

如果我们从这漫长的曲折中退一步尘封的历史图4.2的基本信息是，北半球(以及整个地球)在过去300万年里一直在逐渐向一个更冷的状态漂移。在270万年前，北方没有大的冰原。从那时起直到90万年前，冰盖周期性地出现，但随后完全融化;他们可能只出现了不到50%的时间。自90万年前以来，冰盖已经存在了90%以上的时间，而且更难融化。我们今天在北半球(不包括格陵兰岛)的无冰状态是大部分冰川世界中非常短暂的休息的一部分。如果这种长期的降温趋势持续到遥远的未来，加拿大北部和斯堪的纳维亚半岛在某一时刻可能会达到更类似于今天的南极洲或格陵兰岛的情况，在任何和所有轨道驱动的太阳辐射波动中，永久冰盖都将持续存在。

这些冰川循环叠加在较长期的冷却趋势上，这与在中纬度较高地区，每天的供暖和制冷循环叠加在从夏季到冬季的季节性漂移上的方式大致相同。随着秋天气温的缓慢下降，水塘或池塘可能会在晚上结冰，但在正午的阳光下，冰会融化。到了初冬，冰冻可能会持续到更冷的日子，但在偶尔的温暖时期解冻。在隆冬，结冰程度更深，感觉是永久性的。通过这个类比，北纬高纬度地区已经逐渐达到初冬的寒冷，并慢慢走向隆冬的严寒。当然，在短期内(未来几个世纪)，我们面临的前景是温室效应的迅速升温和冰川的大融化，而不是缓慢地漂移到永久的冰川冷藏。

考虑到过去几千年的温暖在北部冰盖90%以上的时间都存在的世界中是相对不寻常的，我们很可能会问一个更典型的冰川世界是什么样的。全冰川时期的世界寒冷、多尘、多风，尤其是在北半球纬度约为40°以北的地区，尤其是在冰原附近。北美冰盖向南延伸至北纬42°，超过赤道的一半，占地球上“额外”冰的一半或更多(超过今天的数量)。总的来说，冰盖覆盖了地球总陆地表面的25%，而今天只有10%左右。加拿大北部的大部分地区已经被厚厚的冰层慢慢地刮去了古老的土壤覆盖，冰层一次又一次地带走了沉积物和土壤。在它们的边缘，融化的冰变薄，顺着冰川前时代由流水形成的山谷流下，但有时它会重新排列旧的排水系统通过刨出新的山谷。冰层还利用困在下层的巨石、鹅卵石和小卵石作为粗糙的凿子，凿开坚硬的基岩。

在南部，在美国的北部平原和中西部北部，推土机般的冰盖堆积了高达40至50米(150英尺)的冰碛碎石。在夏天，融化的水从冰的利润率以蒸汽和河流的形式流向南方和东方。水卷起了沙子、淤泥和粘土，把它们带到南方，但留下了更粗糙的砾石、鹅卵石和巨石。在寒冷的冬天融水流缓慢的或停止的寒冷的冬天早春的风吹过冰缘附近和南部的碎屑，卷起细沙、淤泥和一些粘土，吹过中西部。今天这些冰川沉积物是中西部农田中传说中的沙壤土，是世界上最肥沃的土壤之一。

欧洲就在南边斯堪的纳维亚冰盖相似，但又不同。欧洲冰原的南缘仅达到北纬52°，即北美冰原的北纬10°，但它覆盖了整个斯堪的纳维亚半岛和苏格兰，以及丹麦、德国、法国、英格兰和爱尔兰的北部地区。一块较小的冰原覆盖着瑞士、法国、奥地利和意大利的阿尔卑斯山脉。

今天，欧洲的气候在冬raybet雷竞技最新季被大量的温室气体所缓和释放热量来自北大西洋墨西哥湾流向北延伸，将温暖的亚热带海水带到异常高纬度地区，这些温暖的海水在冬季释放的热量几乎与太阳通过几乎持续的云层所能传递的热量一样多。但当冰原很大的时候，这个温暖的海洋洋流向东流向葡萄牙，而不是向北流向斯堪的纳维亚，寒冷的北大西洋在冰川的冬天充满了海冰，在夏天充满了融化的冰山。

这片冰冷的海洋，加上从斯堪的纳维亚半岛冰盖向南吹来的冷风，形成了极状的环境，消灭了现代欧洲典型的丰富森林，一直向南直到阿尔卑斯山。只有类似苔原的植被在冰层以南的地区存活了下来:草、苔藓、地衣和草本植物适应了冬天冻得很硬、夏天解冻到几英尺深的地面。下面的土壤被永久冻结(永久冻土)到很深的地方。再往南和往东，欧洲是一片长满青草的大草原，没有树木。2万年前，中欧的大部分地区就像现在的西伯利亚。

至少一个领域在冰盛期变得湿润而不是干燥。那些“看起来很年轻”的海滩沉积物美国西南航空这暗示了湖泊的水位比现在高得多(第三章)，结果与冰盖的年代相同，是冰对大气环流影响的直接结果。今天，北美太平洋沿岸最潮湿的天气发生在冬季急流拦截俄勒冈州和不列颠哥伦比亚(甚至阿拉斯加)之间的海岸，带来了强大的冬季风暴和大量的降雪。但在最后一个冰期，北美冰原是一个巨大的障碍大气流动高速气流的主要路径，以及它的冬季风暴，都向南转移到了美国西南部。更多的冬季降雪，加上较低的温度减缓了夏季的蒸发，使得像盐湖城这样的巨大湖泊得以形成。

亚热带和热带，虽然远离北方极地冰原，通常比较凉爽干燥。沙漠扩大了，冬季的强风把厚厚的尘埃云从沙漠吹向西边撒哈拉沙漠越过大西洋到达美洲，东南方向从阿拉伯沙漠进入印度洋，向东从亚洲进入太平洋，到达格陵兰岛，那里的灰尘颗粒堆积在冰盖上，形成了今天仍然存在的冰层。在北方这些巨大的气候变化中，我们的祖先继续向现代人类形态进化。

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