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冰河期

冰河期(Ice Age / Glacial period)是在地质历史上曾经出现过气候寒冷的大规模冰川活动的时期。这种冰期曾经有过三次,即前寒武晚期、石炭-二叠纪和第四纪

地质历史上曾经出现过气候寒冷的大规模冰川活动的时期,称为冰河期(iceage)以下简称冰期。这种冰期曾经有过三次,即前寒武晚期、石炭二叠纪第四纪第四纪冰期来临的时候,地球的年平均气温曾经比现在低10℃~15℃,全球有1/3以上的大陆冰雪覆盖,冰川面积达5200万平方千米,冰厚有1000米左右,海平面下降130米。第四纪冰期又分4个冰期和3个间冰期。间冰期时,气候转暖,海平面上升,大地又恢复了生机。第四纪冰期的遗迹最多,如斯堪的纳维亚半岛的峡湾,北欧中欧北美众多的冰碛残丘,阿尔卑斯山U型谷和陡峭的山峰,法国瑞士交界处侏罗山巨大的冰漂砾等,都是第四纪冰川作用留下的产物。

冰期有广义狭义之分,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°。由于气候变化随地区的差异和研究方法的不同,各地冰期的划分有所不同。1909年,德国的A.彭克和E.布吕克纳研究阿尔卑斯山区第四纪冰川沉积,划分和命名了4个冰期和3个间冰期。随后,世界各地也都划分出相应的冰期和间冰期。

冰河时期主要造成原因与火山爆发有非常大的关系,当火山爆发时,将会喷发出上万吨二氧化硫到高空大气中,进而反射阳光使其无法进入地球表面,因此造成地表温度迅速下降,进而导致冰河时期的发生。而一般二氧化硫在空气中,会慢慢的变成亚硫酸或硫酸,经下雨後落到地面之後,造成植物跟生物无法生长,也是导致生物灭亡的其中一项因素。而一般数万吨的二氧化硫在空气中会慢慢经由雨水降落到地表,因此需要数年或数十年才有办法将空气中的二氧化硫清洗到正常值范围,当恢复正常范围後,理论上阳光进入地表会导致温度上升,然而地表跟海面因为之前温度骤降导致结冰,造成阳光再反射到太空,温度没有显著上升,需要持续上百年或上千年才有办法让温度恢复到正常水平。

在一万年前的冰河时代,北美大陆上到处都是巨兽的身影,如长毛的猛玛象、牙齿锋利的乳齿象、有着剑齿猫科动物以及巨大的熊。但是几千年间,这些巨兽就纷纷走向灭绝。许多专家认为是人类杀害了这些巨兽,去年8月,本报以《人类消灭了冰河期巨兽?》为题也对此进行了报道。但5月11日出版的权威杂志《自然》发表了一项新的研究报告,该报告称,一万年前巨兽的灭绝是气候变化而非人类或疾病导致的。

人类营地没有猛犸象野马尸骨

尸骨化石表明人类热衷于捕杀野牛和驼鹿,但是它们都幸存了下来

阿拉斯加大学的戴尔古色雷等科学家对600块1.8万年前至9千年前的美洲野牛、驼鹿、麋鹿、猛玛象、野马和人类的骨头用放射性碳进行了日期标记,发现在人类的足迹踏上阿拉斯加和现在的加拿大育空地区之前,猛玛象和野马的数量正在急剧下降。然而,就在同一时期,野牛大量存在,驼鹿和麋鹿数量也在急剧上升。如果人类过度捕杀导致了巨兽的灭绝,应当首先捕杀体形小的鹿,为何野牛大量存在,而驼鹿和麋鹿数量反而急剧上升呢?

更为有趣的发现是,化石记录显示,人类更热衷于捕杀野牛和驼鹿,但是它们幸存了下来。古色雷说:“我想像人类可以捕杀任何他们能够捕杀的动物。但是人类的营地并没有任何的猛玛象和野马尸骨,恰恰相反,只有很多野牛和麋鹿的遗骸。”

猛玛象、野马等巨兽灭绝的原因是由于气候变暖找不到足够的食物,保存的花粉样本表明,气候的变化导致了这些动物的营养供给发生了变化。来自加拿大和阿拉斯加州大学的科学家认为,从更新世到全新世过渡时期,即晚更新世时期,气候由寒冷干旱变得温暖潮湿,矮草生长更加茂盛,接着出现了森林。在寒冷气候下生存得很好的猛玛象、野马等巨兽,就不能适应新的气候了。由于猛玛象和拉丁美洲马不能从森林中找到足够的食物,它们没能幸存下来。古色雷说:“在野马和猛玛象灭绝很久以前,野牛和麋鹿数量大增。唯一合理的解释是后者有大量的食物来源。”

古色雷还表示,化石记录使人们对一场大瘟疫导致猛玛象灭绝的说法产生怀疑。科学家曾认为致命性疾病会导致所有物种灭绝,但是化石记录上不能体现这一点。并且能够传染并导致多种物种死亡的疾病十分罕见,而且野牛、麋鹿和驼鹿并没有受到影响,因此可以推断这种假设不成立。

综述

一些问题目前难以解决

尽管目前还没有充足的证据证明巨兽灭绝的真正原因,但诸多证据表明,更新世大型动物群灭绝原因更有可能是人类因素和气候因素的共同结果,而不是简单地归到其中一方。不过,要证明这一点,我们还需要知道各个大洲从何时起人口数量增长到足以影响大型动物群灭绝的地步,需要确定气候参数如何改变就会影响被捕猎动物的数量范围。为了搞清这一点,就需研究湖积物中大型动物粪便中的真菌孢子,并用DNA来模拟大型动物数量范围的变化。为了更细致地了解最后一次冰期转化是否不同于早期的冰期转化,就需要提高年代学研究水平,并重建南美洲和非洲的古气候。

各方争论新结论引发三大争论

然而,新结论并没有达成大家的一致看法。一些科学家对这项研究成果持谨慎态度,他们认为也许在阿拉斯加和育空地区猛玛象死于气候变化,但是在大陆的其他地区,人类的滥杀仍然是导致猛玛象灭绝的主要原因。

人类猎杀论

有些科学家认为,人类从西伯利亚首次进入北美大陆的时间是在大约12000年前,而猛玛象和野马大致在11500年前到12500年前之间灭亡,两个时间正好重合。因此有科学家推断饥饿的人类过度捕杀了这些哺乳动物,导致了它们的灭绝。

他们认为,如果气候改变是导致巨兽灭绝的主要因素,那么全世界各地的巨兽发生灭绝的时间就应当一致,因为气候改变对全球的影响是一样的。可是,不同地方的巨兽灭绝时间不尽相同,这表明只有人类迁徙各地的时间有先后才能合理地解释。佛罗里达大学研究员大卫?斯德曼表示,温度变化在生物灭绝过程中起着十分重要的作用。可是,许多动物物种更容易受到人类的攻击,人类的威胁甚至比气候改变的影响要大得多。

疾病灭绝论

一些科学家认为,气候变化论观点难以解释一个事实:在以前的气候变化中,有时气候突变更为剧烈,猛玛象并未灭绝。显然气候的变化不是唯一的原因。同时,人类猎杀论也难以成立。因为,考古发现表明,猛玛象的聚集地很少有人类活动的痕迹。另一方面,当时(1.1万年前)人类的狩猎工具也极其简单,主要靠石器,围捕巨大强壮的猛犸象是相当冒险的。

今年2月的《分子生物学与进化杂志上的一篇研究论文指出,科学家在猛犸象的基因片段上发现有 病毒DNA,属于一种内生逆转录酶病毒。这种病毒经历了成千上万年的繁衍、进化,并仍然存活着,说明它对生物的基因染色体有着重要的影响。此发现为疾病灭绝论提供了支持。

综合因素论

一些科学家通过模拟实验、年代学、考古学、古生物学、生态学方面获得的证据验证认为,更新世大型动物群灭绝的原因应归结为人类因素和气候因素的共同作用。他们认为,如果认为人类开始出现及其捕猎活动是导致一些大型动物群灭绝的原因则过于简单。实际上,有证据表明,过度捕猎(狭义上)是导致大型动物群灭绝的争论不适用于西欧、西伯利亚和阿拉斯加,甚至也不适用于澳洲和北美洲中部。如果没有晚更新世时期的气候变化,尽管有人类出现,阿拉斯加的群、欧亚大陆的猛犸象爱尔兰的巨鹿或许会生存更长时间。

最新研究

最近获得的资料表明,人类加速了大型动物群的灭绝。但同时,人类对晚更新世时期的气候变化起了一定的作用。

地球气候变迁的历史上,总是不停地有冰河时期和间冰期在交替出现,为地球增减衣裳,那么下一次的冰河时期将会在什么时候到来呢?由于人们大量释放二氧化碳进入空中的结果,使得地球出现了历史上前所未有的状态,因此部分科学家大胆预言-冰河期恐怕再也不会回来了。

比利时的两位科学家:Berger,A.和Loutre,M. F.早在30年前就已经注意到冰河期可能再也不会回来了。单就上两次间冰期与冰河期的间隔为1万年做推算,这一次的间冰期已经持续了将近1万年了,也就是说冰河期已经迫在眉睫;但是换个角度来看,根据地球绕日轨道变化所造成地球气候有个125000年的变化周期推算,这一次的间冰期仍将持续7万年之久。虽然上述这两个推算有很大的差距,但是还有另外一个令人心寒的数据则是,不管冰期何时才会来,今天地表的二氧化碳量足足比地球最温暖的间冰期时还高了三分之一。而且这个值将在两百年之内加倍。由此看来,地球的情况似乎不妙。

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