冰期，地球表面覆蓋有大規(guī)模冰川的地質(zhì)時(shí)期，又稱為冰川時(shí)期。兩次冰期之間唯一相對溫暖時(shí)期，稱為間冰期。地球歷史上曾發(fā)生過多次冰期，最近一次是第四紀(jì)冰期。 地球在40多億年的歷史中，曾出現(xiàn)過多次顯著降溫變冷，形成冰期。特別是在前寒武紀(jì)晚期、石炭紀(jì)至二疊紀(jì)和新生代的冰期都是持續(xù)時(shí)間很長的地質(zhì)事件，通常稱為大冰期。大冰期的時(shí)間尺度至少數(shù)百萬年。大冰期內(nèi)又有多次大幅度的氣候冷暖交替和冰蓋規(guī)模的擴(kuò)展或退縮時(shí)期，這種擴(kuò)展和退縮時(shí)期即為冰期和間冰期。

　　冰川期是如何形成的：

　　學(xué)者們提出過種種解釋，但至今沒有得到令人感到滿意的答案。歸納起來，主要有天文學(xué)和地球物理學(xué)成因說。

　　天文學(xué)成因說

　　天文學(xué)成因說主要考慮太陽、其他行星與地球之間的相互關(guān)系。①太陽光度的周期變化影響地球的氣候。太陽光度處于弱變化時(shí)，輻射量減少，地球變冷，乃至出現(xiàn)冰期氣候。米蘭科維奇認(rèn)為，夏半年太陽輻射量的減少是導(dǎo)致冰期發(fā)生的可能因素。②地球黃赤交角的周期變化導(dǎo)致氣溫的變化。黃赤交角指黃道與天赤道的交角，它的變化主要受行星攝動的影響。當(dāng)黃赤交角大時(shí)，冬夏差別增大，年平均日射率最小，使低緯地區(qū)處于寒冷時(shí)期，有利于冰川生成。

　　地球物理學(xué)成因說

　　地球物理學(xué)成因說影響因素較多，有大氣物理方面的，也有地理地質(zhì)方面的。①大氣透明度的影響。頻繁的火山活動等使大氣層飽含著火山灰，透明度低，減少了太陽輻射量，導(dǎo)致地球變冷。②構(gòu)造運(yùn)動的影響。構(gòu)造運(yùn)動造成陸地升降、陸塊位移、視極移動，改變了海陸分布和環(huán)流型式，可使地球變冷。云量、蒸發(fā)和冰雪反射的反饋?zhàn)饔?，進(jìn)一步使地球變冷，促使冰期來臨。③大氣中CO2的屏蔽作用。CO2 能阻止或減低地表熱量的損失。如果大氣中CO2含量增加到今天的2~3倍，則極地氣溫將上升8~9℃;如果今日大氣中的CO2含量減少55~60%，則中緯地帶氣溫將下降4~5℃。在地質(zhì)時(shí)期火山活動和生物活動使大氣圈中CO2含量有很大變化，當(dāng)CO2屏蔽作用減少到一定程度，則可能出現(xiàn)冰期。

　　被記錄在案的冰期：

　　新太古代大冰期

　　是已知地球上最早的大冰期。以加拿大南部和美國大湖區(qū)西部的休倫群高干達(dá)組冰磧層為代表，該地層年代為距今27~23.5億年前。另外，在南非、澳大利亞西部、印度都有這次冰期的產(chǎn)物。這次大冰期持續(xù)約4000萬年。

　　前寒武紀(jì)大冰期

　　約距今9.5~6.15億年前的一次影響廣泛的大冰期。其遺跡除南極大陸尚未發(fā)現(xiàn)外，世界各大陸的許多地方都有保存，并多被非冰川沉積巖層所隔開，表明該冰期是多階段性的。最早發(fā)現(xiàn)于蘇格蘭、挪威，此后在中國、澳大利亞、非洲、格陵蘭和北美相繼發(fā)現(xiàn)。以挪威北部芬馬克的冰磧巖為其代表。在中國則為震旦系底部帶擦痕的南沱冰磧層，主要分布在長江中下游等處。

　　早古生代大冰期

　　發(fā)生在奧陶紀(jì)晚期至志留紀(jì)早期的大冰期。約距今4.6~4.4億年前，有人認(rèn)為可能延續(xù)到泥盆紀(jì)晚期(3.6 億年前)。其混磧巖見于法國、西班牙、加拿大、南美、北非及蘇聯(lián)新地島。北非的冰磧巖露頭極佳，并保存有若干冰川地貌的遺跡，如保存極好的冰壅構(gòu)造、鼓丘、蛇形丘和砂楔等地形。

　　晚古生代大冰期

　　發(fā)生在石炭紀(jì)中期至二疊紀(jì)初期的一次冰期。當(dāng)時(shí)全球氣溫普遍下降，形成大面積的冰蓋與冰川，持續(xù)時(shí)間長達(dá)8000萬年，是地球歷史上影響最為深遠(yuǎn)的一次大冰期。見于印度、澳大利亞、南美、非洲及南極大陸的邊緣。澳大利亞東南部和塔斯馬尼亞島是這次大冰期冰川作用最強(qiáng)的地區(qū)。

　　晚新生代大冰期

　　是地球歷史上最近的一次大冰期。自新第三紀(jì)出現(xiàn)冰期與間冰期交替，一直延續(xù)至今。早在漸新世南極就開始出現(xiàn)冰蓋，中新世中期冰蓋已具規(guī)模，是最早進(jìn)入冰期的地區(qū)。第四紀(jì)初期的冰期環(huán)境波及全球，中期達(dá)到最盛，所以晚新生代大冰期主要指第四紀(jì)冰期。當(dāng)時(shí)，北半球有兩個(gè)大冰蓋，即斯堪的納維亞冰蓋和北美勞倫冰蓋。前者的南界到達(dá)北緯50°，后者達(dá)北緯38°附近。此外，在中、低緯的一些高山區(qū)還發(fā)育了山麓冰川或小冰帽。大約在8000~10000年前，全球又普遍轉(zhuǎn)暖，大量冰川和冰蓋消失或收縮，地球進(jìn)入冰后期。但是，諸大陸的冰川和冰蓋并未完全消失。

　　第四紀(jì)冰期

　　第四紀(jì)冰期的劃分如下：

　?、偈澜绲膭澐帧?901~1909年德國A.彭克和E.布呂克納陸續(xù)發(fā)表《冰川時(shí)期的阿爾卑斯山》(3卷)，書中根據(jù)歐洲阿爾卑斯山北麓多瑙河上游幾級砂礫階地的發(fā)育，提出該山區(qū)有4次冰期和3次間冰期，由老到新分別命名為恭茲(Günz)、民德(Mindel)、里斯(Riss)和玉木(Würm)冰期，恭茲-民德、民德-里斯和里斯-玉木間冰期。后來，B·艾伯爾和I·謝弗又補(bǔ)充了較老的多瑙(Donau)冰期和更老的拜伯(Biber)冰期。幾十年來，阿爾卑斯冰期系統(tǒng)廣為流傳，為世界許多地區(qū)所采用，并作為典型冰期模式與世界各地對比。

　　20世紀(jì)20年代，一些學(xué)者根據(jù)北歐斯堪的納維亞冰蓋邊緣活動位置，將丹麥、荷蘭、德國北部和波蘭的終磧系列劃出四次冰期和三次間冰期，自老到新為艾爾斯特(Elster)、薩勒(Saale)、瓦什(Warthe)、維塞爾(Weichsel)冰期，克羅默(Cromer)、霍爾斯坦(Holstein)和埃姆(Eem)間冰期。北美的冰期系列主要是按照北歐冰期劃分方法確定的，根據(jù)冰磧物和終磧的位置劃分出：維斯康辛、伊利諾安、堪山和內(nèi)布拉斯加四個(gè)冰期及桑加蒙、雅莫斯和阿弗頓三個(gè)間冰期。世界其他一些地區(qū)也劃分了本地區(qū)的第四紀(jì)冰期系列。后來，M·米蘭科維奇建立的距今百萬年以來太陽輻射變化曲線表明，至少可分出14~15個(gè)冰期輪回，即阿爾卑斯冰期系列中的每個(gè)冰期幾乎都包含著2~3個(gè)冰期輪回。50年代發(fā)展起來的深海巖芯氧同位素研究，傳統(tǒng)的阿爾卑斯冰期系統(tǒng)受到?jīng)_擊，因?yàn)樗荒芡暾赜涗浵職夂蚺c環(huán)境變化信息，相關(guān)的地層和地貌極易被曲解。而深海巖芯同位素可以相當(dāng)完整地記錄至今最為精確的更新世氣候與環(huán)境變化資料，幾乎不受巖芯地理位置的影響，其連續(xù)性和在全球的廣泛性都是惟一可以與其他氣候地層學(xué)系統(tǒng)的可靠資料作對比和驗(yàn)證的。據(jù)太平洋深海巖芯18O記錄，大約90萬年以來可以劃分出23個(gè)18O階段和10個(gè)完整的冰川周期(由B期到K期)，期間被11個(gè)終至界線(由Ⅰ至Ⅺ)所分開。在時(shí)間序列上可與阿爾卑斯冰期系統(tǒng)相對比。

　　黃土是陸地上廣泛分布的更新世必層。自第四紀(jì)初就開始發(fā)育，幾乎是連續(xù)沉積到今天。由于保存著完整的黃土-古土壤沉積序列、生物化石和氣候信息，它是研究大陸第四紀(jì)環(huán)境變化的最理想的對象，同時(shí)還可以和深海沉積相對比。黃土大部分是冰期時(shí)的沉積物，在歐洲和北美多分布于古冰蓋的外圍。在冰蓋退縮的間冰期里，氣候濕潤，發(fā)育了棕壤，形成黃土和棕壤交替沉積剖面，記錄了冰期-間冰期的氣候循環(huán)。歐洲的黃土-森林棕壤沉積層序可劃分出若干沉積周期與亞周期，并可以與北歐冰期系列相對應(yīng)。中國的黃土分布廣，厚度可達(dá)410米。如今對陜西洛川剖面的研究表明，大約距今240萬年以來，記錄了11個(gè)古氣候組，可與歐洲黃土沉積周期系列對比。其中距今90萬年的黃土層序與海洋18O階段1~23有較好的對應(yīng)關(guān)系。

　?、谥袊膭澐趾捅憩F(xiàn)形式。中國西部高山地區(qū)的冰期劃分已為人們所公認(rèn)，以研究較好的喜馬拉雅山珠穆朗瑪峰區(qū)北坡為例，第四紀(jì)冰期劃分為：a.依據(jù)希夏邦馬峰北坡附近的老冰磧平臺確立的早更新世的希夏邦馬冰期。b.依據(jù)珠穆朗瑪峰西側(cè)聶聶雄拉高平臺的冰水-冰磧沉積確立的中更新世的聶聶雄拉冰期。c.在絨布河谷中基隆寺附近的殘破漂礫群及上游絨布寺的終磧垅分別代表晚更新世早期的基隆寺階段和較晚期的絨布寺階段，這兩個(gè)階段構(gòu)成了晚更新世的珠穆朗瑪冰期，也有的學(xué)者將這兩個(gè)階段劃為兩個(gè)獨(dú)立的冰期。

　　關(guān)于中國東部第四紀(jì)冰期的問題，仍在爭論中。1944年，李四光以廬山為樣板，將中國東部第四紀(jì)冰期由老到新劃分出鄱陽、大姑、廬山冰期，再加上1937年H.von費(fèi)師孟提出的末次冰期──大理冰期，建立了中國東部第四紀(jì)冰期系列。對此，一些中外學(xué)者一直持有不同意見。80年代初，施雅風(fēng)等提出：除太白山、長白山主峰區(qū)及臺灣中央山脈等海拔3500米以上的高山存在第四紀(jì)冰川遺跡外，長江中下游山地、廣西桂林、湖北神農(nóng)架、北京西山、東北大興安嶺等都缺乏可靠的古冰川證據(jù);中國東部和西部在第四紀(jì)冰期時(shí)的表現(xiàn)形式是不一樣的，東部地區(qū)不具備發(fā)育成山岳冰川的水、熱和地形條件，只是處于一個(gè)氣候較寒冷的時(shí)期，李四光所確認(rèn)的東部古冰川遺跡實(shí)非冰川成因，如把泥石流堆積誤認(rèn)為冰磧物等;東部地區(qū)第四紀(jì)冰期系列，除大理冰期外，其他冰期均缺乏根據(jù)。

　　五段冰期

　　約24億至21億年前——休倫冰期

　　約8.5億至6.35億年前——成冰期

　　約4.5億至4.2億年前——奧陶紀(jì)

　　約3.6億至2.6億年前——石炭紀(jì)

　　約258萬年前——第四紀(jì)冰期

　　冰期對全球的影響：

　　冰期對全球的影響是顯著的。

　　1，大面積冰蓋的存在改變了地表水體的分布。晚新生代大冰期時(shí)，水圈水分大量聚集于陸地而使全球海平面大約下降了100米。如果現(xiàn)今地表冰體全部融化，則全球海平面將會上升80~90米，世界上眾多大城市和低地將被淹沒。

　　2，冰期時(shí)的大冰蓋厚達(dá)數(shù)千米，使地殼的局部承受著巨大壓力而緩慢下降，有的被壓降100~200米，南極大陸的基底就被降于海平面以下。北歐隨著第四紀(jì)冰蓋的消失，地殼則緩慢在上升。這種地殼均衡運(yùn)動至今仍在繼續(xù)著。

　　3，冰期改變了全球氣候帶的分布，導(dǎo)致大量喜暖性動植物種滅絕。

　　冰期的標(biāo)志：

　　冰期時(shí)期最重要的標(biāo)志是全球性大幅度氣溫變冷，在中、高緯(包括極地)及高山區(qū)廣泛形成大面積的冰蓋和山岳冰川。由于水分由海洋向冰蓋區(qū)轉(zhuǎn)移，大陸冰蓋不斷擴(kuò)大增厚，引起海平面大幅度下降。所以，冰期盛行時(shí)的氣候表現(xiàn)為干冷。冰蓋的存在和海陸形勢變化，氣候帶也相應(yīng)移動，大氣環(huán)流和洋流都發(fā)生變化，這均直接影響動植物生長、演化和分布。

　　第四紀(jì)冰期以后，距今約1萬年以來的時(shí)期叫冰后期。此期氣候仍有過多次低量級的冷暖波動，如距今4000~6000年期間曾出現(xiàn)的較明顯的寒冷期，使全球冰川一度擴(kuò)展前進(jìn)，被稱為新冰期。

　　近一次較明顯的小規(guī)模的冰川推進(jìn)出現(xiàn)在13~14世紀(jì)至20世紀(jì)初(有的文獻(xiàn)主要指16~19世紀(jì))，約在18世紀(jì)中至19世紀(jì)中期達(dá)到最盛，通稱為小冰期。