地球冰河期, 冰期与高原效应

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冰期的成因也是有关地球历史的一个长期不解之谜。巨大的冰川一会儿来了,一会儿又退去。1989年春季,哥伦比亚大学的威廉·P·拉迪曼(William P. Ruddiman)和威斯康星大学的约翰·E·库兹巴赫(John E. Kutzbach)提出了一个能解开冰期之谜的理论。

早在1920年,南斯拉夫的一位物理学家米鲁丁·米兰科维奇 (Milutin Milankovich)就提出了天文学方面的证据。地球的轨道发 生周期性地微小变化,旋转轴的倾角会缓慢地增加或减小,它的幅度 可使地球轨道在近日点(最靠近太阳的位置)并不很圆。

这些变化造成这样一种结果,即我们从太阳获取的辐射热量会周 期性地缓慢增加一点或减少一点。每个周期大约持续4万年。换句话说, 每4万年地球会有1万年缺乏辐射热。平均温度会降低一点,这样就存 在一个“大冬天”。

在大冬天期间,异常清凉的夏季不能全部融化冬季的积雪。这样 年复一年,冰雪被积累起来,冰川开始前进。随着大冬天过去,冰川 就会再次后退。

这很有道理,并且对过去化石的详细研究也说明温度旋回确实存 在。如果的确如此,那么这种现象应该已经存在了10亿多年,然而冰 期的到来和离去仅发生在过去大约100万年间。在此之前,至少有2.5 亿年没有冰期存在。

看来大冬天一般不会变得太冷,不足以形成冰期。因为在过去数 百万年中,地球上肯定发生过某些变化,致使清凉期变得比较寒冷。 这种变化不一定与天文有关,而是起因于地球本身。人们首先注意到 的就是构成地壳的板块缓慢移动以及所导致的大陆运动。

1953年,哥伦比亚大学两位地质学家,曼赖斯·尤因(Manrice Ewing)和威廉·L·唐(William L. Donn)指出,大陆仅仅是在过去 数百万年来才环绕北极运动的,并使北冰洋留在中心部位。北冰洋是 湿气的来源,雪降落在加拿大和西伯利亚广大地区。陆地表面上的降 雪不会像水面上的降雪那样很快融化掉。如果陆地是环绕北极而不是 环绕开阔大洋的话,雪会很容易地积累起来。因此,只有当大陆漂移 成为目前的格局,大冬天比较低的温度就有可能在北半球导致冰期的 形成。

目前,拉迪曼和库兹巴赫又提出一个对地质学家们很有吸引力的 假设。他们指出,随着板块的漂移,原先是一个大岛的印度板块慢慢 地抵达亚洲大陆的南部边缘。在接触处大陆逐渐褶皱并向上抬升,形 成了高耸入云的喜马拉雅山脉和巨大的西藏高原。

同样,北美大陆一直在向西运动并且仰冲在太平洋之上。摩擦力 造成西北地区褶曲,形成落基山脉。

在过去的2000万年中,北美西部的一些地区向上抬升了1英里,喜 马拉雅山向上抬升了3英里。

在发生这些巨大变化之前,北半球的地势都是相对平坦的,风可 由西向东几乎不受任何阻挡地吹拂全球。

拉迪曼和库兹巴赫对中亚和北美一些地区由抬升的高原和山脉而 产生的风进行了计算机模拟。他们指出,由于高原的形成,风会发生 偏转并向比过去更北的地区运动。向北的偏转使气流变冷,从而把较 低的温度带到落基山东北部地区和喜马拉雅山以北地区。

由于温度比较低,夏季融化的雪量会减少,大冬天的侵袭会更强 烈。在过去的2000万年中,高原和山脉都已隆升得非常高,风的偏转 也更加明显,所以(在北半球)大冬天就会导致冰期的形成。

如果情况真是如此,周期性的冰期就会出现。一直到落基山和喜 马拉雅山被强烈剥蚀,并且对风的偏转不会产生明显影响时为止。当 然,人为的温室效应也可以结束冰期,但这会带来另一种灾难。

新疆域 FRONTIERS

[美]艾萨克·阿西莫夫 著 上海科技教育出版社 1999.12

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地球科学新疆域(FRONTIERS OF EARTH),孟庆任 译

冰期与高原效应

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作者 tuenhai:这个星球上对大道理解最为深刻的人,著有《道解相对论》《圣医治国——黄帝内经客观点评》《理性即慧根》《父母怎么教育孩子》。咨询微信或QQ (备注 tuenhai.com)

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