主要概論
基本定義
冰期有
廣義和
狹義之分,廣義的冰期又稱
大冰期,狹義的冰期是指比大冰期低一層次的
冰期。大冰期是指
地球上氣候寒冷,極地冰蓋增厚、廣布,中、低緯度地區有時也有強烈
冰川作用的地質時期。大冰期中氣候較寒冷的時期稱冰期,較溫暖的時期稱間冰期。大冰期、冰期和間冰期都是依據氣候劃分的地質時間單位。大冰期的持續時間相當
地質年代單位的世或大於世,兩個大冰期之間的時間間隔可以是幾個紀,有人根據統計資料認為,大冰期的出現有1.5億
年的
周期。冰期、間冰期的持續時間相當於地質年代單位的期。
在地質史的幾十億年中,全球至少出現過3次
大冰期,公認的有前
寒武紀晚期大冰期、
石炭紀-二疊紀大冰期和第四紀大冰期。
冰川活動過的地區,所遺留下來的
冰磧物是
冰川研究的主要對象。第四紀冰期冰磧層保存最完整,分布最廣,研究也最詳盡。在第四紀內,依冰川覆蓋面積的變化,可劃分為幾個冰期和間冰期,冰蓋地區約分別占陸地表面積的30%和10%。但各大陸冰期的冰川發育程度有很大差別,如
歐洲大陸冰蓋曾達北緯48°,而亞洲只達到北緯60°。由於氣候變化隨地區的差異和研究方法的不同,各地冰期的劃分有所不同。1909年,
德國的A.彭克和E.布呂克納研究阿爾卑斯山區第四紀冰川
沉積,劃分和命名了4個冰期和3個間冰期。隨後,世界各地也都劃分出相應的冰期和間冰期。
冰河期成因
冰河時期主要造成原因與
火山爆發有非常大的關係,當火山爆發時,將會噴發出上萬噸
二氧化硫到高空大氣中,進而反射陽光使其無法進入地球表面,因此造成地表溫度迅速下降,進而導致冰河時期的發生。而一般二氧化硫在空氣中,會慢慢的變成
亞硫酸或硫酸,經下雨後落到地面之後,造成植物跟生物無法生長,也是導致生物滅亡的其中一項因素。而一般數萬噸的二氧化硫在空氣中會慢慢經由雨水降落到地表,因此需要數年或數十年才有辦法將空氣中的二氧化硫清洗到正常值範圍,當恢復正常範圍後,理論上陽光進入地表會導致溫度上升,然而地表跟海面因為之前溫度驟降導致結冰,造成陽光再反射到太空,溫度沒有顯著上升,需要持續上百年或上千年才有辦法讓溫度恢復到正常水平。
動植物特徵
在一萬年前的
冰河時代,北美大陸上到處都是巨獸的身影,如長毛的猛瑪象、牙齒鋒利的
乳齒象、有著
劍齒的
貓科動物以及巨大的熊。但是幾千年間,這些巨獸就紛紛走向滅絕。許多專家認為是人類殺害了這些巨獸,去年8月,本報以《人類消滅了冰河期巨獸?》為題也對此進行了報導。但5月11日出版的權威雜誌《自然》發表了一項新的研究報告,該報告稱,一萬年前巨獸的滅絕是氣候變化而非人類或疾病導致的。
阿拉斯加大學的戴爾·古色雷等科學家對600塊1.8萬年前至9千年前的美洲
野牛、駝鹿、麋鹿、猛瑪象、野馬和人類的骨頭用放射性碳進行了日期標記,發現在人類的足跡踏上阿拉斯加和現在的
加拿大育空地區之前,猛瑪象和野馬的數量正在急劇下降。然而,就在同一時期,野牛大量存在,駝鹿和麋鹿數量也在急劇上升。如果人類過度捕殺導致了巨獸的滅絕,應當首先捕殺體形小的鹿,為何野牛大量存在,而駝鹿和麋鹿數量反而急劇上升呢?
更為有趣的發現是,化石記錄顯示,人類更熱衷於捕殺野牛和駝鹿,但是它們倖存了下來。古色雷說:“我想像人類可以捕殺任何他們能夠捕殺的動物。但是人類的營地並沒有任何的猛瑪象和野馬屍骨,恰恰相反,只有很多野牛和麋鹿的遺骸。”
猛瑪象、野馬等巨獸滅絕的原因是由於氣候變暖找不到足夠的食物,保存的花粉樣本表明,氣候的變化導致了這些動物的營養供給發生了變化。來自加拿大和阿拉斯加州大學的科學家認為,從更新世到全新世過渡時期,即
晚更新世時期,氣候由寒冷乾旱變得溫暖潮濕,矮草生長更加茂盛,接著出現了森林。在寒冷氣候下生存得很好的猛瑪象、野馬等巨獸,就不能適應新的氣候了。由於猛瑪象和
拉丁美洲馬不能從森林中找到足夠的食物,它們沒能倖存下來。古色雷說:“在野馬和猛瑪象滅絕很久以前,野牛和麋鹿數量大增。唯一合理的解釋是後者有大量的食物來源。”
古色雷還表示,化石記錄使人們對一場大瘟疫導致猛瑪象滅絕的說法產生懷疑。科學家曾認為致命性疾病會導致所有物種滅絕,但是化石記錄上不能體現這一點。並且能夠傳染並導致多種物種死亡的疾病十分罕見,而且野牛、麋鹿和駝鹿並沒有受到影響,因此可以推斷這種假設不成立。
專家觀點
綜述
一些問題目前難以解決
儘管目前還沒有充足的證據證明巨獸滅絕的真正原因,但諸多證據表明,更新世大型動物群滅絕原因更有可能是人類因素和氣候因素的共同結果,而不是簡單地歸到其中一方。不過,要證明這一點,我們還需要知道各個大洲從何時起人口數量增長到足以影響大型動物群滅絕的地步,需要確定氣候參數如何改變就會影響被捕獵動物的數量範圍。為了搞清這一點,就需研究湖積物中大型動物糞便中的真菌孢子,並用DNA來模擬大型動物數量範圍的變化。為了更細緻地了解最後一次冰期轉化是否不同於早期的冰期轉化,就需要提高年代學研究水平,並重建南美洲和
非洲的古氣候。
各方爭論新結論引發三大爭論
然而,新結論並沒有達成大家的一致看法。一些科學家對這項研究成果持謹慎態度,他們認為也許在阿拉斯加和育空地區猛瑪象死於氣候變化,但是在大陸的其他地區,人類的濫殺仍然是導致猛瑪象滅絕的主要原因。
人類獵殺論
有些
科學家認為,人類從
西伯利亞首次進入北美大陸的時間是在大約12000年前,而猛瑪象和野馬大致在11500年前到12500年前之間滅亡,兩個時間正好重合。因此有科學家推斷飢餓的人類過度捕殺了這些哺乳動物,導致了它們的滅絕。
他們認為,如果氣候改變是導致巨獸滅絕的主要因素,那么全世界各地的巨獸發生滅絕的時間就應當一致,因為氣候改變對全球的影響是一樣的。可是,不同地方的巨獸滅絕時間不盡相同,這表明只有人類遷徙各地的時間有先後才能合理地解釋。佛羅里達大學研究員
大衛?斯德曼表示,溫度變化在生物滅絕過程中起著十分重要的作用。可是,許多動物物種更容易受到人類的攻擊,人類的威脅甚至比氣候改變的影響要大得多。
疾病滅絕論
一些
科學家認為,氣候變化論觀點難以解釋一個事實:在以前的氣候變化中,有時氣候突變更為劇烈,猛瑪象並未滅絕。顯然氣候的變化不是唯一的原因。同時,人類獵殺論也難以成立。因為,考古發現表明,猛瑪象的聚集地很少有人類活動的痕跡。另一方面,當時(1.1萬年前)人類的狩獵工具也極其簡單,主要靠石器,圍捕巨大強壯的猛獁象是相當冒險的。
今年2月的《
分子生物學與
進化》
雜誌上的一篇研究論文指出,科學家在猛獁象的基因片段上發現有 病毒DNA,屬於一種內生逆轉錄酶病毒。這種病毒經歷了成千上萬年的繁衍、進化,並仍然存活著,說明它對生物的基因染色體有著重要的影響。此發現為疾病滅絕論提供了支持。
綜合因素論
一些科學家通過模擬實驗、年代學、考古學、古生物學、生態學方面獲得的證據驗證認為,更新世大型動物群滅絕的原因應歸結為人類因素和氣候因素的共同作用。他們認為,如果認為人類開始出現及其捕獵活動是導致一些大型動物群滅絕的原因則過於簡單。實際上,有證據表明,過度捕獵(狹義上)是導致大型動物群滅絕的爭論不適用於
西歐、西伯利亞和阿拉斯加,甚至也不適用於
澳洲和北美洲中部。如果沒有晚更新世時期的氣候變化,儘管有人類出現,阿拉斯加的
馬群、歐亞大陸的
猛獁象和
愛爾蘭的巨鹿或許會生存更長時間。
最新研究
最近獲得的資料表明,人類加速了大型動物群的滅絕。但同時,人類對晚更新世時期的氣候變化起了一定的作用。
在
地球氣候變遷的歷史上,總是不停地有
冰河時期和間冰期在交替出現,為地球增減衣裳,那么下一次的冰河時期將會在什麼時候到來呢?由於人們大量釋放二氧化碳進入空中的結果,使得地球出現了歷史上前所未有的狀態,因此部分科學家大膽預言-冰河期恐怕再也不會回來了。
比利時的兩位科學家:Berger,A.和Loutre,M. F.早在30年前就已經注意到冰河期可能再也不會回來了。單就上兩次間冰期與冰河期的間隔為1萬年做推算,這一次的間冰期已經持續了將近1萬年了,也就是說冰河期已經迫在眉睫;但是換個角度來看,根據地球繞日軌道變化所造成地球氣候有個125000年的變化周期推算,這一次的間冰期仍將持續7萬年之久。雖然上述這兩個推算有很大的差距,但是還有另外一個令人心寒的數據則是,不管冰期何時才會來,今天地表的二氧化碳量足足比
地球最溫暖的間冰期時還高了三分之一。而且這個值將在兩百年之內加倍。由此看來,地球的情況似乎不妙。