四、第四纪大冰期

(一)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(图 15-8),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。在南半球,南美南端、澳大利亚东南部、新西兰等地也都发现第四纪冰川的遗迹。这些冰川曾经发生过多次进退,并且每次活动都遗留下具有特色的冰川堆积物。第四纪冰川活动历史就是根据冰碛物的研究结果而恢复的。

(二)冰期划分与对比

欧洲阿尔卑斯山区是研究第四纪冰川的典型地区。1909 年,德国 A.彭克和 E.布吕克纳根据阿尔卑斯山冰川沉积物研究结果,划分为恭兹、民德、里斯、玉木 4 个冰期和 3 个间冰期(表 15-4)。其后,世界各地根据当地冰川沉积物研究的结果都划分出相应的冰期,并与阿尔卑斯山冰期对比(表15-4)。第二次世界大战后,经过对欧洲阿尔卑斯山冰川沉积的研究,认为典型的 4 次冰期是距今 70—80 万年以来发生的冰期,在这 4 次冰期之前又

划分出多瑙和比伯两次冰期。

在 30 年代,李四光根据对庐山冰川遗迹的研究,把中国第四纪冰川划

分为鄱阳、大姑、庐山 3 个冰期。近年对中国西部新疆、祁连山、西藏、云南等地高山冰川进行了深入研究,在 3000m 以上的高山地带发现距今约 1 万年的冰川遗迹,如遗留在高山顶上的冰川湖,称这次冰期为大理冰期。第四纪冰川是客观存在,气候曾经出现多次寒暖交替也是事实。但对中国东部是否普遍存在过第四纪山地冰川,当前还存在着争论。

表 15-4 北半球第四纪冰期对比

地质时代

中 国

阿尔卑斯

冰后期

玉木冰期

里斯- 玉木间冰期里斯冰期

民德- 里斯间冰期

民德冰期

北欧

冰后期

威契色尔冰期埃姆间冰期 萨勒冰期

霍尔斯廷间冰期

埃尔斯特冰期

美国

冰后期

威斯康辛冰期桑加蒙间冰期伊利瑙冰期 雅茅斯间冰期

堪萨期冰期

东部冰后期

大理冰期

庐山- 大理间冰期庐山冰期

大姑- 庐山间冰期

大姑冰期

喜马拉雅山地区冰后期

珠穆朗玛冰期

加布拉间冰期聂聂雄拉冰期

全新世Q4

晚更新世Q3

中更新世Q2

早更新世Q1

鄱阳- 大姑间冰期鄱阳冰期

帕里间冰期 希夏邦马冰期

贡兹- 民德间冰期贡兹冰期

玛诺间冰期埃尔伯冰期

阿夫东间冰期 内布拉斯加冰期

多瑙- 贡兹间冰期

多瑙冰期

比伯冰期

(三)植被迁移和海平面升降

由于冰期和间冰期的更替,导致生物迁移和海平面变化。在冰期期间, 气候寒冷干旱。如在距今 1.8 万年为玉木冰期最盛时期,北半球中纬地区气温下降 10—15℃,苔原由北纬 60°移到北纬 45°,中国多年冻土南界南移到北纬 40°。植物则随冰期和间冰期大陆冰盖的进退,发生周期性南北迁徙现象,植被移动范围最大可达纬度 30°。目前正处于冰后期,也可能是另一个间冰期,但地史上有的间冰期气温比现在高 2—3℃。

第四纪冰期,海平面有明显的升降变化。冰期来临时,地球表面大量水分以冰的形式积累在大陆冰盖和山地冰川中;间冰期时冰盖和冰川融化,大量的水回归海洋。据推算,末次冰期时冰川体积约为 71.36×106km3,现在全球冰川体积约为 24.06×106km3,冰期比现在约多 47.30×106km3,相当海水面下降 132m。故在冰期内,许多浅海滩露出海面,甚至使原来为海水隔绝的大陆或岛屿有部分相连,为生物迁徙提供了条件。末次冰期结束后,海面

逐渐回升,大约到距今 6000 年时,海平面达到现在的位置。

为了搞清楚冰期和间冰期的气候变化规律,科学家们正在利用冰心进行研究。如欧洲丹麦等 7 国参加的“格陵兰冰心计划”,正在冰上钻取 3000m 厚度内的冰心,探索 20 万年之久的气候变化规律。计划于 1995 年完成。通过研究同位素比例、微量酸、尘埃、温室气体浓度及其他杂质,从冰样的气泡中寻找气候变化的线索。