地球多久會有一次冰河時期？為什麼？

Question

請問各位一下，地球多久會有一次冰河時期？為什麼？

Answer 1

冰河期的發生，至今仍是自然科學的一個謎。雖然科學家已相當肯定地球的繞日軌道和自轉軸的變化，與冰河期的發生有密切的關係，但這些變化並不會改變太陽的入射能量，只改變了入射陽光的分布，卻能引起地球上氣候極大的變化，這令科學家十分困惑。

這顯示了地球的氣候系統可能相當脆弱、容易受到環境變化的影響。然而環境因素與氣候的關係，科學家了解得很有限，但唯有了解控制氣候的機制，才有可能預測：當環境變化（如二氧化碳的增加、臭氧層的破壞）日趨劇烈之時，氣候會有怎樣的變化？人類應當如何因應？我們可以從自然界的「氣候實驗」去探討環境與氣候的關係。

冰河融水進入北大西洋

去年十月五日至六日在哥倫比亞大學的拉蒙-杜赫蒂地質觀測所（L-D GO），召開了一次氣候研究研討會，主題是「冰河融水改道進入北大西洋引起了一次小冰河期嗎？」（Was the Younger Dryas triggered by a diversion of melt water from Mississippi to St. Lawrence？），由布若克（W. S. Broecker）教授主持。按照路地曼（W. Ruddiman）教授的說法，上一次冰河期在14,000年前開始融冰，然而冰河的融化並不是一氣呵成，而是冰河退卻（融化）一部分，又再前進（再凝結），退退進進一番之後，才完全消去。歐洲許多地方（特別是大西洋沿岸）湖泊中的花粉紀錄，顯示在11,000～10,000年之間，木本植物的花粉減少，而草本植物的花粉增加。這本是冰河期的現象，但融冰時期有此現象，很不尋常。於是就用其中一種具代表性的草本植物Dryas為代表，將這時期稱作Younger Dryas，以別於真正的冰河期。科學家們希望了解，什麼原因造成了融冰期的這一短暫（但也持續一千年左右）的小冰河期。

布若克教授提出的假說是：「當北美洲的冰河融水順著聖勞倫斯河衝入北大西洋時，造成了這次的小冰河期。」他表示這好像是自然界的一次氣候實驗：當環境改變時，氣候會如何反應。北大西洋是世界海洋中，形成深水團的地區之一〔另一地點在南極附近的威德海（Weddell Sea）〕。通常北大西洋的海水因為蒸發快而降雨少，故鹽度很高；當高鹽度的水在冰島附近海域遇冷，海水的密度就會增大而下沈。表面的水下沈就推動深水向南流，並引起南面的表層水向北流。

據估計，引入的水平均溫度為10℃而下沈的水為2℃，則每一克流經北大西洋而下沈的水，放出8卡的熱。當冰河融水衝入北大西洋時，使得表層水的鹽度降低，縱使遇冷，也不下沈，因為密度不夠大。這斷絕了原本向北流的南面暖水，使得歐洲地區又再度陷入了冰河期。

問題是為什麼在11,000年前才發生，而不是一融冰（14,000年前，就發生呢？由圖二可知在冰河期，加拿大完全埋在冰中。冰河剛開始融化時，融冰是向南流，經過密西西比河流入墨西哥灣。當冰河退到五大湖以北時，大部分的冰河融水就流入五大湖，再經過聖勞倫斯河流入北大西洋。加拿大曼尼托巴（Manitoba）大學的泰勒（J. Teller）教授研究冰河遺跡，利用碳-14定年定出冰河融水改道所通過的隘口的冰，是11,000年前左右退去，使得在五大湖以西一個很大的古湖──艾格西茲湖（Lake Agassiz）－－的水得以流入五大湖，繼而順聖勞倫斯河而下。

太陽輻射變化

當然，也有人不以為上述的說法是對的，拉蒙觀測所的費爾班克（R. Fairbanks）認為，海洋沈積物中有孔蟲的變化，可以用其他方法解釋（如冰河融水量的變化與溫度變化的合併）。哥倫比亞大學加德太空科學研究所（GISS）的倫德（D. Rind）表示，小冰河期（不只一次），可能是由於太陽輻射變化所造成。因為小冰河期似乎沒有規律性，因此可能與有規律性的地球軌道及自轉變化無關。此外，由最近的衛星探測，Solar Maximum，顯示太陽輻射的確有變化（從探測以來下降了0.6％），因此，小冰河期可能與此有關。不過這是相當大膽的猜測。然而，在我們進一步了解控制氣候變化的因素之前，不應完全忽視任何可能性。

目前人類正進行著一項史無前例的大實驗，那就是改變我們的環境。其後果可能在我們這一代還察覺不出來，然而在我們孫子輩時，可能就很嚴重了。因此，古氣候的研究和環境變化的研究，應當是地球科學當前最重要的研究課題。

全球四個主要冰河期（Ice age）：
古薩（Guniz）冰期 鄱陽冰期 137-150(萬年) 侏羅紀末
民德（Mindel）冰期 大姑冰期 105-120(萬年) 白堊紀
里斯（Riss）冰期 廬山冰期 10-32(萬年) 第三紀漸新世
沃姆（Wurm）冰期 大理冰期 1-11(萬年) 第四紀更新世

Answer 2

冰河時期通常是因為地球受到宇宙塵埃或是彗星、隕石的撞擊才會產生。因此時間不一定。不過「冷期」大概30年一次吧！冷期是地球協調溫度的大改變之一。