4、冰期的成因：
4.1、冰期的分布
冰期的定义各科学家的说法有区别。总体说来，无论是大冰期，冰期还是小冰期都是地质时期气候极端寒冷的时期，而冰川是气候波动的产物。地质时期地球上形成过多次冰期。许多学者经过长期的地质考察，年代测定等各项研究，对地质时期出现的冰期有了一定的认识，目前公认的有6次大冰期。
4.1.1、新太古代与古元古代时期的冰川活动：
距今28亿年至25亿年为新太古代，25亿年至16亿年是古元古代，在此期间曾出现过多次冰川活动。由于太古老了许多冰川证据已消失，所以有关这段时期的冰川活动资料较少。费雷克斯（1884）做了一些统计详见表2.1。其中最古老的是加拿大安大略的拉姆齐湖组与布鲁斯组和南非德兰土瓦的智水滨超群，发现有最古老的冰川岩石，混碛岩，其放射性同位年龄为小于2700Ma。目前较确定的有两期：一是从距今2600Ma到2500Ma，在许多地区，例如，美国、印度、加拿大等都有冰川岩石。二是从距今2375Ｍa到2208Ｍa之间的休伦冰期，这是较公认的一次大冰期；多数资料显示这次冰期主要发生在距今2288Ｍａ，前后，持续时间约为80Ma左右。其余的还有在距今2000Ma，1800Ma和1720Ma等，这些仅是在个别地区发现有冰碛物，可能不是全球性的。总之，从距今1700-2700Ma的近十亿年的时间，地球上出现过多次大小冰期，其中休伦冰期距今2208-2375Ma和2500-2600ma期间的冰期是目前较多学者公认的。
4.1.2.新元古代时期的冰川活动：
从距今1000Ma到541Ma是新元古代时期，包括拉伸纪、成冰纪和埃迪卡拉纪。许多从事冰川地质研究的学者都讨论过这一时期的冰川活动。威廉斯（1975）据前人的资料与他的工作做了一个统计，详见图 2.4。图中将这段财期的冰川活动分为三组，分别为：975-935Ma,815-735Ma和695-600Ma其平均年代为615Ma,770Ma和940Ma,跨越了拉伸纪，成冰纪和埃迪卡垃纪。费雷克斯（1981）认为这些概括不全面，所以他做了一些评述。这段时期的冰川活动在澳大利亚有很好的发育，保存也较完整。这里的冰川地层分为两个地层单位，较老的是斯图尔特冰川岩，其Rb-Sr同位素年龄为约750Ma;样品取自冰碛岩中共生的页岩；另一个是较年轻的马里诺安冰川岩，其Kb-Sr同位素年龄为约670Ma。斯图尔图冰川岩分布很广泛，而且可能是海相沉积为主，马里诺安冰碛岩面积较小，其上覆盖一薄层的白云岩，在斯图特与马里诺安之间普遍存在碳酸盐岩层。
前塞武纪晚期的冰川地层在非洲也广泛发育，但其成因和冰川地层的古纬度是有争议的。在西南非，冰川沉积在嘎瑞普群和纳瑪群中形成地层，其中最老的冰川沉积是布劳贝克组，其中Kb-Sr同位素年龄为719±28Ma。在中非的加丹加地槽中的加丹加期序列中有两个混碛岩层；其下部的大砾岩的铀同位素年龄为840-710Ma，而层位较高的小砾岩在710-670Ma范围内。大砾岩层厚达300米，分布很广，且冰川沉积特征较常见；而小砾岩层厚约100米，分布较小也具有冰川沉积特征。西北非的冰川沉积包括塔奥尼和沃尔特冰川地层塔奥尼冰川地层的Kb-Sr同位素年龄的最大值为860±35Ma；沃尔特的混碛岩的K-AR同位素最小年龄约为620Ma，是山岳冰川的产物。
欧洲也广泛地发育着冰川沉积层，这里冰川岩年龄接近于威廉斯（1975）的第二组冰川，其峰值在770Ma。例如在格陵兰东北部的莫拉内斯伏组混碛岩层位的白云岩，其K-Ar年龄为799Ma，那威冰碛岩pring（1973）测定为840-710Ma。前苏联报导的冰川沉积物年龄在810-660Ma之间。
在北美洲西部的科迪勒拉地槽的冰碛物年龄为850-750Ma，而东部的洛杰尔斯山组的冰川地层下部的火山岩年龄为820Ma，可见冰川年龄应小于820Ma；美国西北部温得米尔群的冰川作用发生在800-700Ma之间，南美洲巴西西南部的米纳斯告拉斯混碛岩年龄为
800-650Ma为主。
中国台湾地区新元古代时期的冰期在825-740Ma之间，最近报导中国大陆的冰期可分为两组：长安亚冰期800-750Ma和南沱亚冰期为680-640Ma。
费雷克斯（1981）认为：“目前直接由冰碛岩序列作出的可利用的年龄测定值都落入约840-645Ma范围之内”。
新元古代的冰期是地质时期作用最强，时间最长分布最广海拔和纬度最低的一次特大冰期。这次大冰期可能在拉伸纪的早期有一次较小的冰期，无论是现在报导资料和威廉斯（1975）的评述等都认为这是一次小冰期。冰期主要落在成冰纪，成冰纪是从距今850至635Ma；整个的成冰纪的2.15亿年中都处在大冰期之中。在2.15亿年中也是由若干个小冰期组成的大冰期，这次大冰期也称为瓦兰吉冰期。现在多数人认为冰期主要集中在800-655Ma之间，其中777-735Ma和720-710Ma是峰值期，而且700-655M是后期。距今635Ma起至541Ma是埃迪卡拉纪。这是一个温暖、潮湿的气候环境是适宜生物生长发育的时期。所以新元古代冰期主要集中在成冰纪，是一极端寒冷的所谓“雪球”时期。
4.1.3.显生宙时期的冰川活动：
从塞武纪到现在的541Ma 中，有3次冰期，即奥陶纪至志留纪冰期，石炭纪至二叠纪冰期和第四纪冰期。
奥陶纪至志留冰期：这次冰期发生在晚奥陶世末和早志留纪初；主要发生在距今440至470Ma之间，这次冰期时间较短，规模较小，主要发生在南半球的高纬度地区。这次冰期可能对奥陶纪与志留纪之间的生物灭绝事件起了一定的作用。
2、石炭二叠纪大冰期：
费雷克斯（1984）在总结了澳大利亚、南美洲、非洲、南极洲、亚洲和阿拉伯等地区的冰川作用后，说：“冈瓦纳古陆晚古生代以广泛的冰川作用为特征。冰川作用的时代是从纳廖尔期（在密西西比亚纪与宾夕法尼亚的界限附近）到卡赞期，但冰川作用的初期和末期均很少有冰川作用的证据。寒冷气候也影响了北半球，但因北半球大部分大陆位于较低的纬度，因此除中到晚二叠世的西伯利亚东北部外，均未发生冰川作用。”从表1.1可见密西西比亚纪与宾夕法尼亚纪的界线为距今318.1±1.3Ma，而晚二叠世（即乐平世）是距今260至25.1Ma；可见这次冰期应该是在距320Ma到255Ma之间，那种认为发生在距今350至235Ma 之间说法是不正确的，在三叠纪全球都没有发现冰川作用的任何证据。这次冰期的最寒冷时间是在距今270至280Ma之间。这次大冰期之后，在二叠纪与三叠纪之间发生了一次生物大灭绝事件，这是地质时期最大的一次生物灭绝事件。
3、第四纪大冰期：
从图2.1中氧-18的曲线变化可知，从始新末期南极已开始出现暂时性冰盖，后转为永久性冰盖，在渐新世晚期转为暂时性冰盖。从中新世中期到现在南极和北极均为永久性冰盖。这次冰期如从南极出现暂时性冰盖开始计算，则这次冰期已经过去约35Ma。
地球气候出现极度寒冷的时期，即冰期，不是一种因素造成的而是多种因素叠加作用的结果。在第三章中简要地讨论了影响气候变化的主要因素，这些因素能使地质时期气候发生冷和暖的变化，如果它们叠加起来也就能使气候发生巨大变化，即或是炎热或寒冷，也就在地质时期形成冰期起了一定的作用。这些因素有的作用时间近亿年，有的作用时间仅几年或几十年，所以这些因素的规模大小差别很大。在讨论大冰期和冰期形成原因时一定要选择那些作用时间长，规模大的因素，那些强度较小作用时间较短的因素主要是在讨论较小的气候波动时去加以说明和探讨。
4.2银河年与大冰期的成因：
地球跟着太阳系在银河系中运动，在不同的位置时地球上气候发生较大的变化，许多科学家都从不同的角度论述了银河年与大冰期的成因关联。
威廉斯（1975）认为太阳系在银河系内穿越受到麦哲论星云的潮汐作用，影响了地球气温的变化。
斯坦纳（1967）认为太阳在近银心点（P）处，万有引力常数（G）值变小，导致太阳光变减弱而造成地球气温降低。他计算距今4亿年以来太阳系G值的变化，如图3.16。
从图3.16可得出近银心点光度最小，而远银心点太阳光度最大。由此影响到地球气候等的变化，也会导致冰期的形成。
如果将太阳围绕银心运动与地球绕太阳运动作一对比，也许问题就较清楚了。图３.3是地球公转轨道和方向，图3.12是太阳在银河关中运动的示意图。图3.3中近日点是地球上的冬至，远日点是夏至，中间有春分和秋分，地球连续两次通过近日点所需的时间称为近点年。地球从秋分到冬至越来越冷，而从冬至到春分越来越温暖，在冬至附近是最寒冷的时间，南半球相反。如果我们将太阳系在绕银心运动与地球绕太阳运动看着相似。则可将一个银河年分为四段：首先是近银心点（p）和远银心点（A），其次是将p到A和A到P之间各加一点，也就分成了四段、按地球年相似，将其成为春、夏、秋、冬。近银心点（p）与远银心点（A）之中心点成为春季（spring）与夏（summer)季之交点以（SS）代表该点；远银心点（A）到下一个银河年的近银心点（p）之中心点视为秋季(Autumn)与冬季(Winter)之交点，以（Aw）代表该点。我们在以后的讨论中；将发现这四个点p、SS、A、AW、对应的地质时期有很大的意义，许多地质事件的发生与这四个点相关。例如，地质时期的大冰期，都发生在Aw-p-SS之间；生物大灭绝事件都发生在p、SS、A、Aw、四个交界点附近。
根据第三章的讨论，采用银河年的长度为256Ma，编制表4.1。表中的近银心点（p），春夏交点（SS），远银心点（A）和秋与冬交点（AW）的时间单位为（Ma）。
将地球上已知的各次冰期的持续时间也列在表4.1中，可见冰期都落在从（Aw）经过（p）到（SS）点的时间范围内，在（A）点附近没有冰期出现，而且冰期的峰值都落在近银心点（p）附近。这说明地球上出现冰期受太阳系绕银心运动所控制，也说明在银河年从秋分经过冬至到春分是地球上是相对寒冷的时期，而且春分经过银河年的夏至到银河年的秋分是地球上相对温暖的时期。从以上的简述中可见地球跟随太阳系绕银心运动，是造成地球上气候发生变化的第一大因素，也是地质时期大冰期形成的重要因素。
表4.1银河年和太阳系穿越银道面与大冰期和生物灭绝事件
银河年GY序
号近银心点p、ss点远银心
点A、Aw点，距今年龄
（Ma）
太阳穿越银道面的
距今年龄（Ma）
大冰期
地质时代距今年龄
（Ma）
GY--1 P -8±4 第四纪冰期0-4 AW 63 64
A 125 135
SS 188 197
X GY-2
P 250 259 二叠纪与石
炭纪冰期
255-320 AW 314 329
A 378 394
SS 442 458 志留纪与奥
陶纪冰期
440-470
GY-3 P 506 522
AW 570 557
A 634 622
SS 698 （689）成冰纪冰期655-700
(瓦蓝古冰
期）GY-4 P 762 （754）710-72073
5-777 AW 826 （818）825
A 890 （885）
SS 954 （950）935-975
GY-5 P 1018 （1016）
AW 1082 （1082）
A 1146 （1148）
SS 1210 （1214）
GY-6 P 1274 （1279）
AW 1338 （1345）
A 1402 (1410)
SS 1466 (1476)
GY-7 P 1530 (1541)
AW 1594 (1607)
A 1658 (1672)
SS 1722 (1737)
1800
GY-8 P 1786 (1802) 加拿大西北
地区冰期
AW 1850 (1835)
A 1914 (1900)
SS 1978 (1965)
2000
GY-9 P 2042 (2031) 美国密执安
地区冰期
AW 2106 (2096)
A 2170 (2161)
SS 2234 (2226) 休伦冰期2208
GY-10 P 2298 (2291) 至
AW 2362 (2356) 2375
A 2426 (2421)
SS 2494 (2486) 冰碛物2500
GY-11 P 2554 (2551) 冰碛物2600
AW 2618 (2616)
A 2682 (2691)
说明：括号内年龄为推算值。
4.3大陆漂移与大冰期的成因从距今38亿年以来，大陆都不断在漂移。大陆之间的聚合，形成超大陆，超大的分裂，下一次的聚合形成新的超大陆。这种旋逥，现在知道的有7次，这种变化形成不同的大陆与海洋的分布格局，同时也影响了古气候的波动，同时也与地质时期的冰期有一定关联。这七次旋逥中有五次与冰期有关。存在于27亿至21亿年间凯诺兰大
陆，该大陆于24.5亿年间分裂，休伦冰期是在22.08亿年至23.75亿年间，是在该大陆的分裂期，如果说25亿年至26亿年间的冰期存在，则也在该大陆存在的晚期。表4.1中18亿年前和20亿年前冰期出现在哥伦比亚大陆的聚合的早期。成冰纪时期（瓦蓝古冰期），即8.25亿年至6.55亿年前的冰期是罗迪尼亚大陆的分裂期与潘诺西亚大陆聚合的早期是相对的寒冷时期。奥陶纪与志留纪间的冰期发生在潘诺西亚大陆的分裂期。石炭纪与二叠纪冰期发生在潘诺西亚大陆分裂的后期和盘古大陆聚合的早期。盘古大陆的聚合到三叠纪初期才完成了聚合，成为最大的超大陆。第四纪冰期发生在盘古超大陆分裂的后期。
从上述可见大陆漂移造成了各异的海陆分布格局，由于大陆与海洋的不同分布格局影响了古气候的变化。一般在超大陆聚合的后期，超大陆成形时期和超大陆分裂早期，古气候是相对温暖的时期，就是潘诺西亚这样短寿命的超大陆存在时期古气候也是相对温暖的时期，有利于生物生成和繁盛的时期。冰期主要发生在超大陆分裂期的后期和聚合期的早期。这段时期如果不是冰期也会是相对寒冷的时期。聚合期的后期，超大陆存在时期与分裂期的早期是相对温暖的时期，一般不会出现冰期，可见大陆漂移是影响冰期形成的因素之一。
4.4太阳系穿越银道面运动与大冰期形成：
在以前的章节中讨论了太阳系穿越银道面运动与地质年代中纪的分界、古生物的盛衰、古气候的变化和海平面的变化等相关联系问题。现在主要探讨太阳系在穿过银道面前后时期内与冰期形成的相关问题。在早年有许多学者探讨过这一课题。Hayle等(1939)提出大冰期形成是太阳穿过星际物质尘埃星云引起的;Mecrea(1975)认为是太阳通过银河系悬臂边缘尘埃相对密区导致太阳辐射变化引起的，克拉克（1977）认为是太阳系经过银河系悬臂中超星集中地区所致。Fischer等（1977）对比了太阳系穿越银道面时期与古温度变化曲线，他发现古温度低值时间与太阳通过银道面一致的。Arthur(1977)探讨了距今2亿年氧同位素值的古温曲线，也同样得出古温度的低值时期都出现在太阳系经过银道面的前后时期一致的结论。从已有资料可以说太阳系经过银道面时期地球上将是相对寒冷的时期。当前述的两种因素叠加在一起的时期，这一因素就起了促进冰川形成的重要因素。例如奥陶纪晚期到志留纪早期的冰期，虽然这一时期已是太阳系运动到银河系的春分时期，在这一时期大陆与海洋分布格局，特别是南极地区被大陆覆盖有利于冰川形成，而且在458Ma是太阳系穿越银道面的时间，故促使地球成为降温时期，以上三种因素叠加在一起导致地球上出现一次银河年的春寒，出现了一次影响不太大的冰期。当太阳系穿越银道面时间发生在太阳系绕银心运动处在银河年的夏半年（即春分-夏至-秋分）时，地球上的古气候将会是相对寒冷的时期，但不会出现冰期。
4.5地球轨道参数与冰期杰伯根据卫星测量数据轨道偏心率（e）在0.0005-0.0007之间变化；准周期为9.5万年；黄赤交角（E）在22°-24°之间变化准周期为4.1万年，近日点相对于春分点进动(W)的准周期为2.3万年和1.9万年，平均为2.17万年；岁差（春分点在黄道上移动）的准周期为2.55万年。维兰科维奇认为地球轨道偏心，黄赤交角和岁差三要素的变化引起太阳到达北半球中高纬度夏季日射量发生变化，这种变化是造成冰期和间冰期旋逥的根本原因。根据推导公式，曾计算了距今60万年以来65N夏半球的辐射量变化并与欧洲发生的群智（G）民德（M）里斯(R)和武术(W)冰期做了对比，似乎结果还良好。详见图3.4，从图（3.4）中三条曲线对比来看，辐射变化的确与氧-18记录的温度曲线十分相似，可见太阳辐射量的变化与地球上出现冰期有一定的关系。所以米兰科维奇认为这是驱动第四纪冰期旋逥的主要原因，这个理论的核心是单一敏感的触发驱动机制，即北半球65N太阳辐射量的变化引起气候变化而后逐步放大，传输而影响到全球。米氏的做法是可行的，但很不完善，近几十年来有关科学工作者做了大量的改进，例如，有关工作总结了历次冰期发生时南北半球高纬度地区辐射量同时出现减弱的趋势，也就是夏季南北半球高纬度日时率的减小会促使冰期的发生。这是因为南半球高纬度地区日射率同射减小有益于冬季高纬度高海拔
地区的冰雪不易消融，从而促使积冰的扩张，加上冰雪表面对太阳辐射的反射作用，致使这些地区愈来愈冷，冰量不断累积，促使其从高纬度地区向中纬度地区推进，导致冰期的形成。总的来说，这个理论需要在触发机制、放大机制、传输机制和全球耦合机制等四个部分，不断的充实，改进，在工作者们共同促使下，有望米兰科维奇想法成为讨论大冰期中冰期旋逥的重要理论。
4.6小结第三章中所有影响气候变化的诸多因素对于冰期的形成都有一定的贡献。首先起控制作用的是太阳系绕银河系的银心运动，只有当太阳运动在AW-P-SS之间时期时地球上才会出现大冰期；其次是当大陆成为分散状态时，特别是在南极或北极由大陆覆盖时已形成冰期；第三是太阳系穿越银道面的前后时间易形成冰期。总结现有资料，当第二和第三种因素正好与第一种因素叠加时，地球上处于寒冷的时期，即大冰期时期。一个大冰期是由多个冰期组合成的。地球绕太阳系运动的轨道参数的变化总是影响着地球气温的变化，无论是单个或多个参数的变化都会影响地球气温的变化。米兰科维奇将几种参数变化综合考虑，得出了米兰科维奇公式，这些参数的变化发生在无冰期时代，例如中生代，则是引起地球气温的波动，或是降温或是升温。在大冰期时期，这种降温的叠加作用就形成冰期，而升温的叠加作用就出现间冰期。在间冰期中也常出现小冰期，例如发生在距今8200年前后降温事件，前后仅几十年，在中国青海湖地区（黄麒1988）大约仅有70年时间。发生在距今1万2千年前后的新仙女事件，详见图2.10，也仅有几百年的时间。这些极短的气候事件是一些周期仅百年，千年的影响气候变化的因素造成的。
现在正处在晚更新世以来的间冰期，气温的变化主要还是受第三章介绍的那些因素所控制，其中叠加了人类释放的温室气体，在一定程度上加速了气温的上升，应该适当加以控制。
上面简述了冰期形成的主要因素，应该说这种设想是可行的。现在的问题是资料不足，数据不够准确，例如银河年，当前采用的数据从2亿年到3亿年都有，那一个数据是真实的银河年？现在还没有统一的结果；大陆在漂移，现在已是多数地质工作者确认的，但各地质时期大陆的分布位置和年龄数据也不够精确，有待做大量的研究工作；太阳系穿越银道面的时间都使用的是英纳宁等1978年的数据，时间已过去30多年了，也应该有更新更准确的数据出现。特别是这些数据与银河年的数据在过去的46亿年以来是怎么变化的？有待做大量的研究工作。总的来说思路是正确的，但现用的数据是不统一的，不够精确的，有待于今后改进。
第四纪地质学考试重点 一、名词解释 1、第四纪地质学：是研究在第四纪时期发生在地球表层的各种地质事件及其动力机制的一门学科（是研究第四纪时期的沉积物、地层、生物、气候、冰川、构造运动和地壳发展规律的学科）第四纪：是地球发展历史中距现今最近的一个纪，延续的时间比较短暂，按现今多数从事第四纪地质学研究者的观点，是指距今2.60Ma以来的历史。 2、气候期：是指地质时期某一类气候占优势的时期。 间冰期：是指第四纪气候相对温暖湿润的时期，夹在两个冰期之间。 冰期：是第四纪期间一次气候寒冷的时期，全球性降温，冰川扩大。 3、冰阶：是冰期阶段中冰川发育、气候更为寒冷的阶段。 间冰阶：是冰期中相对温暖冰川退缩的阶段。 4、文化层：是指含有石器、陶器、铜器、铁器和村社遗址等古人类活动遗存的沉积层。 文化期：是指与一定的地区文化遗存特征相对应的时代。 5、米兰科维奇理论：当太阳辐射稳定（太阳常数不变）的情况下，由于其他行星对地球的摄动作用，引起作为流体的地球重力场发生变化，进而使地球的轨道偏心率（e）、地球倾斜度（或黄道面与地球赤道面的交角，简称为黄赤交角，?）和岁差（二分点进动，P）发生周期性变化，从而引起地表吸收的太阳辐射量及其分布产生变化，导致地球气候发生周期性冷暖变化。 6、新构造运动： ①发生于新近纪至第四纪初的构造运动； ②发生于第四纪的构造运动； ③发生于新近纪—现代的构造运动； ④始于上新世，甚至界定具体下界为340万年以来的构造运动； ⑤认为新构造运动不应给予时间限制，凡是造成地表现代地形基本起伏的构造运动都称为新构造运动； ⑥中更新世以来的构造运动。 7、新构造：由新构造运动所造成的（地质）构造变形或变位现象称为新（地质）构造。主要表现在地形、地貌、第四纪及古近纪和新近纪沉积物变形等方面。 活动构造：属于新构造的范畴，或者说是新构造的一个分支，这个概念是在研究地震的过程中提出的。一般认为，活动构造是指晚更新世100~120kaB.P.以来一直在活动，未来一定时期内仍可能发生活动的各种构造，包括活动断裂、活动褶皱、活动盆地及被它们所围限的地壳的岩石圈块体。 8、活动断层：目前认为活动断层是指现代正在活动的断层或100kaB.P以来正在活动的断层，也有定义为全新世，即10kaB.P.以来正在活动和未来100a仍将活动的断层称活动断层，也称最新活动断层。 9、黄土旋回： 冰期旋回： 气候旋回：
世界著名八大公害事件 1〕比利時馬斯河谷煙霧事件: 1930年12月1-5日，比利時馬斯河谷工業區內13個工廠排放的大量煙霧彌漫在河谷上空無法擴散，使河谷工業區有上千人發生胸疼、咳嗽、流淚、咽痛、呼吸困難等，一周內有60多人死亡，許多家畜也紛紛死去，這是20世紀最早記錄下的大氣污染事件； 2〕美國多諾拉煙霧事件: 1948年10月26-31日，美國賓夕法尼亞州多諾拉鎮持續霧天，而這裏卻是硫酸廠、鋼鐵廠、煉鋅廠的集中地，工廠排放的煙霧被封鎖在山谷中，使6000人突然發生眼痛、咽喉痛、流鼻涕、頭痛、胸悶等不適，其中20人很快死亡。這次煙霧事件主要由二氧化硫等有毒有害物質和金屬微粒附著在懸浮顆粒物上，人們在短時間內大量吸入了這些有害氣體，以致釀成大災。 3〕倫敦煙霧事件: 1952年12月5-8日,倫敦城市上空高壓，大霧籠罩，連日無風。而當時正值冬季大量燃煤取暖期，煤煙粉塵和濕氣積聚在大氣中，使許多城市居民都感到呼吸困難、眼睛刺痛，僅四天時間內死亡了4000多人，在之後的兩個月時間內，又有8000人陸續死亡。這是20世紀世界上最大的由燃煤引發的城市煙霧事件。4〕美國洛杉機光化學煙霧事件： 從20世紀40年代起，已擁有大量汽車的美國洛杉磯城上空開始出現由光化學煙霧造成的黃色煙幕。它刺激人的眼睛、灼傷喉嚨和肺部、引起胸悶等，還使植物大面積受害，松林枯死，柑橘減產。1955年，洛杉磯因光化學煙霧引起的呼吸系統衰竭死亡的人數達到400多人，這是最早出現的由汽車尾氣造成的大氣污染事件。 5〕日本水俁病事件： 從1949年起，位於日本熊本縣水俁鎮的日本氮肥公司開始製造氯乙烯和醋酸乙烯。由於製造過程要使用含汞（Hg）的催化劑，大量的汞便隨著工廠未經處理的廢水被排放到了水俁灣。1954年，水俁灣開始出現一種病因不明的怪病，叫"水俁病"，患病的是貓和人，症狀是步態不穩、抽搐、手足變形、神經失常、身體彎弓高叫，直至死亡。經過近十年的分析，科學家才確認：工廠排放的廢水中的汞是"水俁病"的起因。汞被水生生物食用後在體內被轉化成甲基汞 （CH3HCl），這種物質通過魚蝦進入人體和動物體內後，會侵害腦部和身體的其他部位，引起腦萎縮、小腦平衡系統被破壞等多種危害，毒性極大。在日本，食用了水俁灣中被甲基汞污染的魚蝦人數達數十萬。 6〕日本富山骨痛病事件： 19世紀80年代，日本富山縣平原神通川上游的神岡礦山實現現代化經營，成為從事鉛、鋅礦的開採、精煉及硫酸生產的大型礦山企業。然而在採礦過程及堆積的礦渣中產生的含有鎘等重金屬的廢水卻直接長期流入周圍的環境中，在當地的水田土壤、河流底泥中產生了鎘等重金屬的沉澱堆積。鎘通過稻米進入人
古海洋学 12.740 2004年春季讲义5 冰期/间冰期“摆动”：为什么？ 时间序列分析 对于过去700,000年来的气候变化的大致过程，我们已经有了一定的了解。尽管我们能够认识到地理学指标的变化非常有意义，但其绝大部分都具有相似的基本模式。籍由此，我们便可以发问：为什么？ 两种途径： 1.“物理学”：由第一定律得到冰期。祝你好运！（如果你能做出结论，记得打电话通知我） 2.“相关性（非因果）”：将由第一定律推知的确定的驱动力与古环境记录之间的相似性（巧合？）寻找出来。根据少量样品得到的一致性只能说是偶然的。如果这些少量数据有价值，那么深究其中的相关机制也就是有意义的。成功的研究方法需要：（1）生物扰动程度较低的可信的古环境证据，（2）古环境记录需要足够长，以使有足够多的旋回可供分析检验。 I。研究简史 A. 1840：Agassiz提出大规模大陆冰川假说；学术论战随之兴起，但最终归结为赞同其观点； B. 1860：Croll提出地球轨道参数的变化对冰川旋回负有一定责任，学界反响强烈，但意见不一； C. 1920：Milankovitch公开量化计算地球轨道参数变更的详细内容，但仍有人不同意该理论； D. 1950：Emiliani给出证明周期性冰期旋回的证据，意图重振Milankovitch学说，但时间尺度的确定仍是最大问题； E. 1960，1970：Barbados群岛分析数据（以及据此得到修正时间尺度）使学界重拾对Milankovitch学说的兴趣，也正是这时候，Milankovitch学说才被学界严肃对待，同时距离被证明仍然遥远； F. 1976：Hays，Imbrie，Shackleton的论文，战胜了学界对轨道影响气候学说的绝大部分反对意见，说明轨道参数变化至少也可以起到冰周期的“带跑者”作用； G. 现在：相对地已经很少有人怀疑地球轨道变化会对气候环境产生影响，因此主要问题就集中在各个参数对不同气候因子的作用到底有多大？在多大程度上气候可以被准确预测？这些轨道动力是否存在显著相关的系统内反映（或称共振）？气候的次轨道大尺度可变性的起源是什么？我们能否利用对古代气候变化的理解，使得对未来气候变化的预测更加准确。 对最后一个问题的注释：气候模型（后文将有详细讨论）往往会论及很多物理学定律（比如：运动定律、动力学定律），但是由于气候体系庞大的复杂性、囿于计算机计算速度，对一些认识较浅和次级尺度的过程，我们不能给出确定性的表述（例如：对流沉积；浮冰形成
附：世界八大公害事件 八大公害事件：是指在世界范围内，由于环境污染而造成的八次较大的轰动世界的公害事件。 时间范围是20世纪30 —60年代 1、事件名称：马斯河谷烟雾事件 发生时间：1930年12月1日——5日 发生地点：比利时马斯河工业区 由于该工业区处于狭窄的河谷中，即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间，两侧山高约90米。许多重型工厂分布在那里，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂，还有石灰窑炉。12月1～5日时值隆冬，大雾笼罩了整个比利时大地。由于该工业区位于狭长的河谷地带，发生气温逆转，大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空，工厂排出的有害气体在近地层积累，无法扩散，二氧化硫的浓度也高得惊人。3日这一天雾最大，加上工业区内人烟稠密，整个河谷地区的居民有几千人生起病来。病人的症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一星期内，有60多人死亡，其中以原先患有心脏病和肺病的人死亡率最高。与此同时，许多家畜也患了类似病症，死亡的也不少。据推测，事件发生期间，大气中的二氧伦硫浓度竟高达25～100毫克/立方米，空气中还含有有害的氟化物。专家们在事后进行分析认为，此次污染事件，几种有害气体与煤烟、粉尘同时对人体产生了毒害。 比利时马斯河谷烟雾事件是世界有名的公害事件之一，1930年12月1～5日发生在比利时马斯河谷工作区。在比利时境内沿马斯河24公里长的一段河谷地带，即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间，两侧山高约90米。许多重型工厂分布在河谷上，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂，还有石灰窑炉。 1930年12月1日开始，整个比利时由于气候反常变化被大雾覆盖。在马斯河谷还出现逆温层，雾层尤其浓厚。在这种气候反常变化的第3天，这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病，有63人死亡，为同期正常死亡人数的10.5倍。发病者包括不同年龄的男女，症状是：流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。咳嗽与呼吸短促是主要发病症状。死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者。尸体解剖结果证实：刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。其他组织与器官没有毒物效应。 事件发生以后，虽然有关部门立即进行了调查，但一时不能确证致害物质。有人认为是氟化物，有人认为是硫的氧化物，其说不一。以后，又对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析，排除了氟化物致毒的可能性，认为硫的氧化物——二氧化硫气体和三氧化硫烟雾的混合物是主要致害的物质。据推测，事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累。据费克特博士在1931年对这一事件所写的报告，推测大气中二氧化硫的浓度约为25～100毫克/立方米（9～37微克）。空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向三氧化硫转化，加剧对人体的刺激作用。而且一般认为是具有生理惰性的烟雾，通过把刺激性气体带进肺部深处，也起了一定的致病作用。 在马斯河谷烟雾事件中，地形和气候扮演了重要角色。从地形上看，该地区是一狭窄的盆地；气候反常出现的持续逆温和大雾，使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度。该地区过去有过类似的气候反常变化，但为时都很短，后果不严重。如1911年的发病情况下这次相似，但没有造成死亡。 值得注意的是，马斯河谷事件发生后的第二年即有人指出：“如果这一现象在伦敦发生，伦敦公务局可能要对3200人的突然死亡负责”。这话不幸言中。22年后，伦敦果然发生了4000人死亡的严重烟雾事件。这也说明造成以后各次烟雾事件的某些因素是具有共同性
世界十大污染事件 ⑴马斯河谷烟雾事件：1930年比利时马斯河谷工业区由于二氧化硫和粉尘污染,一周内有近60人死亡,数千人患呼吸系统疾病. ⑵洛杉矶光化学烟雾事件：1943年美国洛杉矶市汽车排放的大量尾气在紫外线照射下产生化学烟雾,使大量居民出现眼睛红肿、流泪、喉痛等,死亡率大大增加. ⑶多诺拉烟雾事件：1948年美国宾夕法尼亚州多诺拉镇,因炼锌厂、钢铁厂、硫酸厂排放的二氧化硫及氧化物和粉尘造成大气严重污染,使5900多居民患病,事件发生的第三天有17人死亡 ⑷伦敦烟雾事件：1952年英国伦敦由于冬季燃煤排放的烟尘和二氧化硫在浓雾中积聚不散,头两个星期死亡4000人,以后的两个月内又有8000多人死亡. ⑸四日市哮喘病事件：1961年前后日本四日市由于石油化工和工业燃烧重油排放的废气严重污染大气,引起居民呼吸道疾病骤增,尤其是哮喘病的发病率大大提高,50岁以上的老人发病率约为8%,死亡10余人. ⑹水俣病事件：1953—1956年日本熊本县水俣市因石油化工厂排放含汞废水,人们食用被汞污染和富集了甲基汞的鱼、虾、贝类等水生生物,造成大量居民中枢神经中毒,死亡率达38%,汞中毒者达283人,其中60余人死亡 .⑺富山痛痛病事件：1955—1972年日本富山县神痛川流域,因锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了河水和稻米,居民食用后中毒,1972年患病者达258人,死亡128人. ⑻爱知米糠油事件：1968年日本北九州市爱知县一带,因食用油厂在生产米糠油时,使用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体,这种毒物混入米糠油中被人食用后造成中毒,患病者超过10000人,16人死亡. ⑼博帕尔事件：1984年设在印度中央邦博帕尔市的美国联合碳化物公司农药厂储罐爆裂,大量剧毒甲基异氰酸酯外泄,造成至少2500多人死亡,十几万人受伤的惨剧 .⑽切尔诺贝利核污染事件：1986年原苏联基辅地区的切尔诺贝利核电站反应堆爆炸,大量放射性物质外泄,上万人受到辐射伤害,直接死亡31人,13万居民被疏散,污染范围波及邻国,核尘埃遍布欧洲. 洛杉矶光化学烟雾事件 1.背景 洛杉矶位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，是个阳光明媚，
从1972年至1992年间，世界范围内的重大污染事件屡屡发生，其中著名的有十起，称之为“十大事件”： (1）北美死湖事件美国东北部和加拿大东南部是西半球工业最发达的地区，每年向大气中排放二氧化硫2500多万吨。其中约有380万吨由美国飘到加拿大，100多万吨由加拿大飘到美国。七十年代开始，这些地区出现了大面积酸雨区，酸雨比藩茄汁还要酸，多个湖泊池塘漂浮死鱼，湖滨树木枯萎。 (2）卡迪兹号油轮事件 1978年3月16日，美国22万吨的超级油轮“亚莫克?卡迪兹号”，满载伊朗原油向荷兰鹿特丹驶去，航行至法国布列塔尼海岸触礁沉没，漏出原油22.4万吨，污染了350公里长的海岸带。仅牡蛎就死掉9000多吨，海鸟死亡2万多吨。海事本身损失1亿多美元，污染的损失及治理费用却达5亿多美元，而给被污染区域的海洋生态环境造成的损失更是难以估量。 (3)墨西哥湾井喷事件 1979年6月3日，墨西哥石油公司在墨西哥湾南坎佩切湾尤卡坦半岛附近海域的伊斯托克1号平台钻机打入水下3625米深的海底油层时，突然发生严重井喷，使这一带的海洋环境受到严重污染。 (4）库巴唐“死亡谷”事件 巴西圣保罗以南60公里的库巴唐市，二十世纪八十年代以“死亡之谷”知名于世。该市位于山谷之中，六十年代引进炼油、石化、炼铁等外资企业300多家，人口剧增至15万，成为圣保罗的工业卫星城。企业主只顾赚钱，随意排放废气废水，谷地浓烟弥漫、臭水横流，有20％的人得了呼吸道过敏症，医院挤满了接受吸氧治疗的儿童和老人，使2万多贫民窟居民严重受害。 (5）西德森林枯死病事件 原西德共有森林740万公顷，到1983年为止有34％染上枯死病，每年枯死的蓄积量占同年森林生长量的21％多，先后有80多万公顷森林被毁。这种枯死病来自酸雨之害。在巴伐利亚国家公园，由于酸雨的影响，几乎每棵树都得了病，景色全非。黑森州海拔500米以上的枞树相继枯死，全州57％的松树病入膏肓。巴登??符腾堡州的“黑森林”，是因枞、松绿的发黑而得名，是欧洲著名的度假圣地，也有一半树染上枯死病，树叶黄褐脱落，其中46万亩完全死亡。汉堡也有3/4的树木面临死亡。当时鲁尔工业区的森林里，到处可见秃树、死鸟、死蜂，该区儿童每年有数万人感染特殊的喉炎症。 (6）印度博帕尔公害事件 1984年12月3日凌晨，震惊世界的印度博帕尔公害事件发生。午夜，座落在博帕尔市郊的“联合碳化杀虫剂厂”一座存贮45吨异氰酸甲酯贮槽的保安阀出现毒气泄漏事故。1小时后有
浅谈世界八大公害给我们带来的启示 法学系法学1004 王震3101202408 一、序言 十八世纪兴起的工业革命，曾经给人们带来希望和欢欣，因为工业文化的兴起，城市化的发展，科学技术的进步，使人类的生活水平大为提高，例如人口的死亡路不断下降，平均预期寿命不断提高，更多的人享受到城市的便利，更多的儿童能够接受正规教育，我们有了手中的掌机，面前的电脑，在夏天就能吃到凉爽可口的冰棍，拥有柔软的床……虽然人类摆脱了黑暗的中世纪的阴影，人类文明又进入了一个前所未有的高度，但是… 人类却意想不到的给自己设了一个陷阱。当人类还陶醉于工业革命的伟大胜利时，生态破坏和污染问题已经加速发展，特别是污染问题，随着工业化的不断深入而急剧蔓延，终于形成了大面积乃至全球性公害，最先享受到工业革命带来的繁荣，也最先品尝到工业革命带来的苦果。在工业发达的国家，二十世纪五十至六十年代开始，公害事件层出不穷，导致成千上万人生病，甚至有不少人在公害事件中丧生，其中有八起事件引人注目。 二、世界八大公害事件 20世纪30年代以来，世界各地相继出现了严重的环境污染事件，其中有世界闻名的八大公害事件。 （一）马斯河谷烟雾事件 1930年12月1日至5日，在比利时的马斯河谷工业区，炼焦
厂、炼钢厂、硫酸厂和化肥厂等许多工厂排放出的有害气体，在逆温的条件下大量积累，使60多人中毒死亡，几千人患呼吸道疾病，许多家禽死亡。 （二）多诺拉事件 1948年10月26日至31日，美国宾夕法尼亚州匹兹堡市南面的多诺拉镇，因地处河谷，工厂林立，大气受反气旋和逆温的控制，持续有雾。大气污染物在近地层积累，4 d内使得5 911人患病，死亡400人。 （三）洛杉矶光化学污染事件 20世纪50年代初期，美国洛杉矶市发生了严重的光化学污染事件。该市三面环山，高速公路纵横交错。由于漏油、汽油不完全燃烧和汽车排放尾气，城市上空聚积近千吨的石油废气、氮氧化物和一氧化碳。这些物质在阳光的照射下，形成了淡蓝色的光化学烟雾。光化学烟雾刺激人的眼、鼻、喉，引起眼病、喉炎和头痛。在1952年12月的一次烟雾事件中，65岁以上的老人死亡400余人。 （四）伦敦烟雾事件 1952年12月5日至9日，伦敦出现了历史上最严重的烟雾事件。从工厂烟囱和家庭炉灶排放出来的烟尘和二氧化硫，被封盖在逆温层下扩散不出去，形成了漫天烟雾。在烟雾的初期，伦敦市民感到胸闷、咳嗽、喉痛以至呼吸困难，进而发烧；在浓雾后期，死亡率急剧上升，几天时间内因支气管炎、肺炎等病死亡者达数千人。 （五）四日市哮喘事件
世界八大环境公害事件 ●马斯河谷事件 1930年12月1～5日比利时马斯河谷工业区工业区处于狭窄的盆地中，12月1～5日发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。 ●多诺拉事件 1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上26～30日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43％。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。
●洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期美国洛杉矶市全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，汽车排出的废气在日光作用下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。 ●伦敦烟雾事件 1952年12月5～8日英国伦敦市5～8日英国几乎全境为浓雾覆盖，四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎死亡是事件前一周同类人数的9.3倍
●四日市哮喘事件 1961年日本四日市1955年以来，该市石油冶炼和工业燃油产生的废气，严重污染城市空气。重金属微粒与二氧化硫形成硫酸烟雾。1961年哮喘病发作，1967年一些患者不堪忍受而自杀。1972年市共确认哮喘病患者达817人，死亡10多人。 ●米糠油事件 1968年3月日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者超过1400人，至七八月份患病者超过5000人，其中16人死亡，实际受害者约13000人。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/408917289.html, 第四纪末次间冰期—冰期的气候变化和驱动机制 作者：包浪李海平 来源：《城市地理》2017年第09期 摘要：重建第四纪环境使环境演变的时间框架可以建立起来，结合地层层序，可正确的解释地质沉积记录的环境信息，并将这些分散的地质信息记录进行对比。关于第四纪末次间冰期一冰期（130-10KaBP）的气候旋回的研究能比较详细的运用这些不同的方法和手段。本文通 过对末次间冰期一冰期的气候环境的描述，分析此种气候旋回的驱动机制。 关键词：末次间冰期-冰期；气候变化；气候旋回；驱动机制 1.引言 在18世纪末至19世纪早期，欧洲研究者依据阿尔卑斯山和斯堪的纳维亚山地冰川堆积物和基岩、漂砾上发现冰川擦痕远离现代冰川的分布情况，提出了“冰期理论”。最著名的是Penck和Bmckner（1909）对阿尔卑斯4次冰期（玉木、里斯、民德和贡兹）划分规模影响很大。 近年来对深海沉积有孔虫壳体中与冰量变化有关的氧同位素测定与古地磁测年法结合的研究，确定了称为深海氧同位素阶段（MIS）的多次冷期和暖期的交替存在及与之对应的米兰科维奇学说的验证和发展，大大更新了冰期的理论。 在过去的几十年里对末次间冰期一冰期的环境变化进行了大量的研究，积累了丰富的陆地化石、极地冰川和深海沉积氧同位素序列等反映环境变化信息。在这个时间段内，地球经历了暖期和冷期以及一些持续时间较短的气候波动（冰阶和间冰阶），这些环境的演变可以运用各种地质测年的方法来提供过去130KaBP相对可信的证据。 2.第四纪末次间冰期的气候变化 2.1气候状况 末次间冰期的开始表现约130KaBP，结束于约75KaBP，在世界各地有不同的名称，在阿尔卑斯山称为里斯-玉木间冰期，在中国东部称为庐山-大理间冰期。这段时候的气候状况，在深海沉积物、冰芯氧同位素曲线和孢子花粉记录和海平面变化曲线上都有比较明显的反映。大量气候替代性指标表明末次间冰期最暖时，北半球中纬度到高纬度的气候比现代要明显的温暖。 2.2温度记录
世界十大公害事件 1、比利时的马斯河谷事件 比利时的马斯河谷位于狭窄的盆地中，1930年12月1日—5日，气温发生逆转，致使工厂中排放的有害气体和煤烟粉尘在近地大气层中集聚不散，3天后开始有人发病。其症状表现为：胸痛、咳嗽、呼吸困难等，一星期内有60多人死亡，其中心脏病、肺病患者死亡率最高。同时，还有许多家畜致死。事件发生期间，SO2浓度很高，并可能含有氟化物。事后分析认为，此次污染事件，是几种有害气体同煤烟粉尘对人体综合作用所致。 2、美国多诺拉事件 多诺拉是美国宾西法尼亚州某河谷中的小镇。1948年10月26日—30日期间，这里大部分地区受反气旋逆温控制，且26日—30日持续有雾，致使大气污染物在近地层大气中集聚。这期间，全镇43%的人口，即591人相继暴病，症状为：喉痛、流鼻涕、干渴、四肢酸乏、咳痰、胸闷、呕吐、腹泻等症状，死亡17人。据估计，事件发生期间，SO2浓度为正常值的数倍，并发现有尘粒。分析认为，SO2及其氧化作用的产物同大气中的尘粒接合是致害因素。主要致害物是SO2与金属元素，以及金属化合物相互作用的生成物。 3、英国伦敦的烟雾事件 素有雾都之称的英国伦敦，1952年12月5日—8日期间，又被浓雾笼罩。这期间许多人突然患呼吸系统疾病，一下住满了伦敦的各家医院。四天中，死亡人数较常年同期增加4000多人，死亡者以45岁以上最多，约是平时死亡人数的3倍，1岁以下的死亡较平时增加1倍。事件发生的1周中，因支气管炎、冠心病、肺结核、心脏衰竭的死亡人数分别是平时同类病死亡人数9。3倍、2。4倍、5。5倍、2。8倍，因肺炎、肺癌、流感等呼吸系统疾病死亡的人数较平时均有成倍增长。事件后的两个月里又有8000多人死亡。人们就此事件分析认为，这于伦敦当时大量的耗煤有关。事件期间尘粒浓度最高达4。46毫克／米3，为平时的10倍，SO2浓度最高达平时的6倍，在浓雾的特定条件下，烟雾中的Fe2O3促使SO2氧化成SO3，从而形成H2SO4，并凝在微尘上，从而形成酸雾，成为这一事件的杀手。 4、美国的落杉矶光化学烟雾事件 落杉矶位于美国西南海岸。早期这里仅仅是一个牧区的小村，至加尼福尼亚金矿发现后，人口剧增，很快成为名闻遐迩的大城市，单是汽车就增加了数百万辆。于是，这个依山傍水、风光明媚的城市，简直变成了拥挤不堪的汽车城。到20世纪40年代初期，每年5—8月，在强烈阳光的照射下，在城市上空常常出现迷漫天空的浅蓝色烟雾，致使整座城市变得浑浊不清。这种烟雾刺激于喉、鼻，引发喉头炎、头痛等许多疾病，同时使远在一百公里之外的高山上的柑桔减产，松树枯黄。这是怎么回事，研究发现，这正是大量的汽车尾气所致。这些成份复杂的汽车尾气，在洛杉矶三面环山的特定地势下，使市区大气的水平流动相对缓慢，他们在强烈阳光的照射下就能产生臭氧，并发生一系列化学变化来危害人们的健康，因此，人们把这种城市上空的浅蓝色烟雾称之为光化学烟雾。据报到，当落杉矶发生光化学烟雾之时，在飞机上，明显可见落杉矶光化学烟雾是汽车尾汽造成的。落杉矶光化学烟雾事件是汽车尾气所造成的污染公害的典型实例。 5、日本水误事件
河流下切侵蚀，原来的河谷底部超出一般洪水位之上，呈阶梯状分布在河谷谷坡上，这种地形称为河 流阶地。第四纪地质 第四纪海平面 一、海平面位置确定的标志 1、沉积物标志：泻湖沉积与泥炭、海滩岩 2、地貌标志：海蚀地貌与海积地貌，海蚀穴、海蚀崖、波切台、沿岸沙堤、贝壳堤 3、生物标志：珊瑚礁坪台、有孔虫、介形虫 4、同位素地球化学标志：深海沉积物（有孔虫壳体）中的氧同位素值能反映海平面变化 二、海平面波动原因 1、冰川型海平面变化 由于气候变化导致陆地上冰量的变化而引起的海平面波动 2、构造运动型海平面变化 构造运动可造成全球性或局部的海平面变化 3、其他型海平面变化 水圈体积型海平面变化、大地水准面型海平面变化、海温型海平面变化、洋盆体积型海平面变化、均衡型海平面变化 第四纪生物界 一、第四纪生物界特点 1.北半球的生物界变化比南半球明显 2.陆地上的生物界变化比海洋明显 3.在陆地上，哺乳动物变化最明显，植物变化最小，第四纪期间的植物基本上是现生种，而且在形态上与现在差别不大。 4.哺乳动物演化在第四纪期间最迅速，在第四纪不同时期有明显差别。 5.人类的出现和演化是第四纪的重大事件，相继出现了能人、直立人和智人。 6.从全球动物现代分布来看，越是向南，动物构成越具有原始性 7.由于第四纪气候冷-暖、干-湿剧烈波动，生物在空间上频繁迁移，与前第四纪的生物界明显不同。 二、北方第四纪哺乳动物群 1、早更新世泥河湾动物群 保留了少量新近纪末期的残余种属(德氏后裂爪兽) 演化出一些特别种属，如长鼻三趾马、板齿犀等 出现了更新世特有的种属，如三门马、梅氏犀等 2、中更新世周口店动物群 中更新世哺乳动物南北分异非常明显，周口店动物群具有北方型特点。 早更新世泥河湾期的一些种属部分保留下来 出现了比较多的中更新世特有种属 有大量进步种属出现，比如狼、狐、獾和小型啮齿类 含有北京猿人化石和文化遗迹 3、晚更新世萨拉乌苏动物群 中更新世以前的种类已经灭绝，如中国鬣狗、剑齿虎。 中更新世出现的一些种类高度发展，成为晚更新世的主要种属，数量和体形都增
世界八大公害事件 世界八大公害事件 公害事件（publie nuisance events）：因环境污染造成的在短期内人群大量发病和死亡事件。“八大公害事件”是20世纪人类遭受的重大环境灾难，这些多由工业污染造成的悲剧给人们留下了惨痛的记忆和教训。 1）比利时马斯河谷事件 1930年12月比利时马斯河谷工业区 工业区处于狭窄的盆地中，12月发生气温逆转，工厂排出的有害气体在近地层积累，三天后有人发病，症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有60多人死亡。心脏病、肺病患者死亡率最高。许多家畜也纷纷死去，这是20世纪最早记录下的大气污染事件。
2）美国多诺拉事件 1948年10月26～31日美国宾夕法尼亚洲多诺拉镇 该镇处于河谷，10月最后一个星期大部分地区受反报旋和逆温控制，加上26～30日持续有雾，使大气污染物在近地层积累。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素，发病者5911人，占全镇人口43％。症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏、呕吐、腹泻，死亡17人。 3）美国洛杉矶光化学烟雾事件 40年代初期美国洛杉矶市 洛杉矶是美国的工业城市，全市250多万辆汽车每天消耗汽油约1600万升，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、
一氧化碳。该市临海依山，处于50公里长的盆地中，由于 阳光强烈，汽车排放的尾气在日光作用下，形成以臭氧为主的黄色光化学烟雾。它刺激人的眼睛、灼伤喉咙和肺部、引起胸闷等，使数百人死亡，还使植物大面积受害，松林枯死，柑橘减产。这是最早出现的由汽车尾气造成的大气污染事件。 图片: 4）英国伦敦烟雾事件 1952年12月5～8日英国伦敦市 1952年12月，英国伦敦地面无风且气压很低，潮湿而沉重的空气压在上空，使伦敦一连几天沉浸在浓雾之中，而居民烧煤取暖和工厂烧煤用的成千上万个烟囱浓雾中喷吐着大 量的黑烟，烟雾中的三氧化二铁使二氧化硫氧化产生硫酸泡沫，凝结在烟尘上形成酸雾。四天中死亡人数较常年同期约多40000人，45岁以上的死亡最多，约为平时3倍；1岁 以下死亡的，约为平时2倍。事件发生的一周中因支气管炎
地球科学原理之15 冰期旋回中碳酸盐岩δ13C变化规律 广东海洋大学 廖永岩 （电子信箱：rock6783@https://www.doczj.com/doc/408917289.html,） 现在开始，我们来谈谈冰川的地质作用的地球化学证据。先来了解一下冰期旋回中碳酸盐岩δ13C规律变化的基本规律。 由于关系到人类的生存和可持续性发展，全球变化，已成为当今最热门的话题和研究领域。将古论今，为了更好地了解和研究当今的全球变化，科学家对古冰川进行了大量的研究。在古冰川的研究中，研究者发现，冰川形成过程中，随着δ18O正漂移，碳酸盐岩中δ13C逐渐正漂移，最大值可达+11；当冰川形成到一定程度时，δ13C强烈负漂移，最负值可达-7。紧接着冰碛岩有碳酸盐岩帽形成。随着δ18O出现强烈的负漂移，碳酸盐岩帽里的δ13C从强负值出现强烈正漂移。碳酸盐岩中δ13C的这种规律性漂移，幅度如此之大，是一种十分异常的现象，对此有很多争论（Kimura, et. al., 1997; Kaufman, et. al., 1991; Derry, et. al., 1992; Hoffman, et. al., 1998; Dickens, et. al., 1995; Kennedy, et. al., 2001; Kennett, et. al., 2000; Bains, et. al., 1999; Kennet and Stott, 1991; Zachos, et. al., 1993; Eldholm and Thomas, 1993; Zachos, et. al., 1994）。到目前为止，这种冰川旋回中碳酸盐岩δ13C规律变化，还没有一种能得到学术界公认的详细解释，一直是地学界的不解之谜（杨瑞东等，2003；钱迈平等，2000）。冰川期的旋回，是全球变化的一种重要表征（张兰生等，2000）。同时，冰川期旋回，也基本和造山旋回、成矿旋回、海平面变化旋回、CO2旋回、Er旋回相一致（龚一鸣，1997；汪品先，2002；翟裕生，2001）。这个谜底的揭开，将直接面对以上问题的解决。所以，弄清冰期碳酸盐岩δ13C漂移的原因，是一个既复杂，又重要的问题。我们对现有地质、地球物理学、地球化学、冰川学、气象学等资料进行综合分析后，就这个谜提出了新的理论。 1 δ13C和δ18O的地质学特征 当海洋中的水蒸发时，含δ16O的水较易蒸发，含δ18O的水较不易蒸发。这样，就造成δ18O的分馏。由蒸发的水蒸汽凝聚而成的江河湖里的淡水，δ16O较高，δ18O较低。由蒸发的水蒸汽凝聚而成的极地冰川及山地冰川，δ16O也较高，δ18O较低。而海洋，则由于δ16O的蒸发减少而造成δ18O值升高。江河湖里的水，最终又会流入海洋。库存在江河湖里的淡水量相对较少，且量变化不大。而极地冰川和山地冰川，当冰川形成时，会造成大量淡水的滞留；而冰川消融时，原来滞留在极地和高山的冰川水，又会流入海洋。这样，就造成冰川形成时，海洋δ18O值正漂移，而冰川消融时，δ18O负漂移（Shackbeton, 1973）。自然界中的碳，主要由两种稳定同位素组成，即12C和13C，其丰度分别为98 89%和1.ll% （Hoefs, 1982; Garrels and Lerman, 1984；胡修棉等，2001）。绿色植物进行光合作用时，优先吸收δ12C，造成碳同位素分馏。植物、动物和微生物，都是直接或间接以植物为食的。所以，组成生物的有机碳，相对来说，含δ12C较多，而含δ13C较少。而留在大气或海洋中的CO2，则相对富积δ13C。由生物衍生而来的矿物有机物及天然气水合物等，也和生物相似，具有强烈的δ13C负值，如天然气水合物里的甲烷，δ13C值为-60~-65（杨瑞东等，2003；Kvenvolden, 1995）。从全球角度未说，碳主要分布在几个主要的碳库中，相应的碳同位素值有所不同。碳酸盐岩中的碳同位素相对富13C，δ13C值平均为0‰（相对于PDB标淮，下同）。沉积有机质中的碳δ13C值约为-25‰；大气δ13C值为7‰；大洋水的δ13C 值为0‰；由地球去气作用形成的碳，δ13C约为-7‰（Hoefs, 1982; Garrels and Lerman, 1984; 胡修棉等，2001）。
世界环境污染八大公害事件 马斯河谷事件 主要污染物：烟尘及二氧化硫 中毒情况：几千人中毒，60人死亡 发生时间及地点：1930年发生在比利时马斯河谷 致害原因：二氧化硫进入肺部 洛杉矶光化学烟雾事件 主要污染物：光化学烟雾 中毒情况：大多数居民患病，65岁以上老人死亡400人 发生时间及地点：1943年5—10月发生在美国洛杉矶市 致害原因：石油工业排出的废气和汽车尾气在强大阳光作用下产生的光化学烟雾多诺拉烟雾事件 主要污染物：烟雾及二氧化硫 中毒情况：四天内43%的居民患病，20余人死亡 发生时间及地点：1948年10月发生在美国多诺拉镇 致害原因：二氧化硫、三氧化硫等硫化物附着在烟尘上，被人吸入肺部 伦敦烟雾事件 主要污染物：烟尘及二氧化硫 中毒情况：四天内死亡4000人 发生时间及地点：1952年12月发生在英国伦敦 致害原因：硫化物和烟尘生成气溶胶被人吸入肺部 水俣事件 主要污染物：甲基汞 中毒情况：截至1972年有近200人患病，50余人死亡，20多个婴二生出来神经受损 发生时间及地点：1953年—1961年发生在日本九州南部熊本县水俣镇 致害原因：工厂含甲基汞的废水排入水俣湾使海鱼体内含甲基汞，当地居民食鱼而中毒 四日事件 主要污染物：二氧化硫、煤尘等 中毒情况：500多人患哮喘病，有30余人死亡 发生时间及地点：1955年发生在日本四日市 致害原因：烟尘及二氧化硫被人吸入肺部 米糠油事件 主要污染物：多氯联苯 中毒情况：受害者达万人以上，死亡近20人 发生时间及地点：1968年发生在日本九州爱知县等23个县府 致害原因：食用含多氯联苯的米糠油 富山事件（骨痛病） 主要污染物：镉 中毒情况：截至1968年有300人患病，有100多人死亡
米兰科维奇理论 1 1.引言 2 2.作为一种研究范式的米氏理论 3 3.气候变化轨道驱动的若干重要证据 4 4.主要问题与讨论 米兰科维奇理论-1.引言 古气候变化一般被划分成3个时间尺度:构造尺度、轨道尺度和亚轨道尺度,并且每个时间尺度变化各有不同的驱动机制。相比而言,轨道尺度气候变化机制的研究最为深入,这是因为轨道尺度气候变化具有明确的驱动力,即太阳系各星体作用于地球的引力场的周期性摄动,及由此引起的地球轨道参数的周期性变化和到达地球大气圈顶部太阳辐射能量配置的周期性改变。相对气候系统而言,此作用为“外强迫”(external forcing) ,并可在数学上得到较为精确的计算结果。 米兰科维奇理论即是从全球尺度上研究日射量与地球气候之间关系的天文理论。该理论认为,北半球高纬夏季太阳辐射变化（地球轨道偏心率、黄赤交角及岁差等三要素变化引起的夏季日射量变化）是驱动第四纪冰期旋回的主因。这个理论的核心是单一敏感区的触发驱动机制,即北半球高纬气候变化信号被放大、传输进而影响全球。 米兰科维奇理论-2.作为一种研究范式的米氏理论 米氏理论的起点是天文因素变化导致的地球轨道三要素(偏心率、地轴倾斜度、岁差)的周期性变化。地球轨道变化进一步引起地球大气圈顶部太阳辐射纬度配置和季节配置的周期性变化,从而驱动气候波动。但必须指出,如果将一年内大气圈顶部接受的太阳辐射沿不同纬度及不同季节加和的话,则不管轨道要素如何变化,其总量总是基本不变的,而变化的只是其纬度分配和季节分配。这就面临一个核心问题:地球轨道怎样的配置才有利冰期气候的出现? 对此,米兰科维奇的回答是,当地轴倾斜度减小,北半球夏季地球处在远日点时有利于冰期气候的出现。可以看出,这样的轨道要素配置将导致北半球高纬区夏季太阳辐射量的减小。因此,米氏理论可以概括为: 65°N附近夏季太阳辐射变化是驱动第四纪冰期旋回的主因。米氏理论是20世纪40年代提出的。那么,从历史的角度考察,这个理论又是基于当时什么样的观察事实呢? 根据Imbrie和Imbrie的总结,当时的观察事实主要有4 条: 1)冰期旋回过程中,北半球高纬度大陆冰盖的变动幅度远大于南极冰盖;2)大陆冰盖是沿中心向四周扩张的; 3)南北两半球冰盖变化有同时性; 4 ) 全新世开始时间不超过15000aB1P. (尽管当时还没有绝对定年技术) 。这些观察事实颠覆了米兰科维奇之前Croll的冰期旋回天文理论。Croll强调了岁差的重要性,认为当北半球冬季地球处于远日点时,北半球出现冰期气候,而南半球出现间冰期气候。在两半球气候变化基本同时的观察事实面前, Croll的理论被米氏理论所超越。米氏同时通过与柯本和魏格纳的讨论,获得这样的认识:大陆冰盖是否扩张,不取决于冬季积雪量,而取决于夏季的融雪量。因此,米氏理论有3个关键词,分别为北半球、高纬度、夏季。米氏理论的核心是强调了一个敏感区,即北半球高纬区。此区夏季太阳辐射量的减小将触发冰期气候。因此, 可视其为单因素触发模型( single forcing trigger model) 。敏感区内气候变冷后,由于冰雪的高反照率,其信号被进一步放大、传输,进而影响其他地区。米兰科维奇本人在轨道参数变化、太阳辐射能量变化计算的基础上,着重强调了触发机制和冰盖的信号放大机制,但他并没有说明北半球高纬度信号通过什么机制被传输(p ropagation)到其他地区以至实现全球耦合的。这方面工作从20世纪80年代以来,由其他科学家完成。其中最引人瞩目的是强调大气CO2浓度变化和温盐环流变化对北半球高纬信号的传输作用和两半球气候变化的耦合作用。因此,在某种程度上可以这样说,完整的米氏理论是古气候学家集体劳动的成果。 总的看来,着重于解决第四纪冰期旋回动力机制的米氏理论由触发机制、放大机制、传输机制和全球耦合机制这4个部分组成。长期以来,古气候学家在解释古气候记录时,也往往从这个框架出发。因此,米氏理论事实上为古气候学家提供了一种研究范式。 米兰科维奇理论-3.气候变化轨道驱动的若干重要证据 米氏理论之所以能逐渐被接受,主要归功于可用来研究古气候变化的地质资料的获得,其中包括深海岩芯、珊瑚礁、花粉、树木年轮、冰芯等。20世纪60年代,在巴巴多斯岛、夏威夷和新几内亚进行的珊瑚礁研究表明,在距今约8万年、10. 5万年和12. 5万年时期,冰原尺寸缩小,海平面上升到较高水平,且存在一个2. 0～2. 5万年的周期,这与米兰科维奇计算的冰川曲线结果一致。另外,Emilinani从深海岩芯得到的主要反映冰原尺寸变化的氧同位素记录也提供了此类信息。CL IMAP计划,结合几种定年技术,采用功率谱分析等数学方法进行的研究表明,至少地球气候变化的某些周期类型与地球轨道变化有关。1978年, Pi2sias从深海岩芯中测量了碳酸钙、硅、浮游动植物残骸在巴拿马盆地的累积率。硅的累积率反映近地表特殊类别的生物群落的大小,其值随着气候变化而增加或减小。碳化率则反映了底层水对累积的碳酸盐的溶解能力。Pisias通过功率谱分析,从整个气候记录中抽取最强的周期特征,发现碳酸盐和硅的累积率分别表现出一个2. 3
八大公害事件 八大公害事件：是指在世界范围内，由于环境污染而造成的八次较大的轰动世界的公害事件。公害事件：因环境污染造成的在短期内人群大量发病和死亡事件。 马斯河谷事件 1930年12月1～5日比利时马斯河谷工业区 由于该工业区处于狭窄的河谷中，即马斯峡谷的列日镇和于伊镇之间，两侧山高约90米。许多重型工厂分布在那里，包括炼焦、炼钢、电力、玻璃、炼锌、硫酸、化肥等工厂，还有石灰窑炉。12月1～5日时值隆冬，大雾笼罩了整个比利时大地。由于该工业区位于狭长的河谷地带，发生气温逆转，大雾像一层厚厚的棉被覆盖在整个工业区的上空，工厂排出的有害气体在近地层积累，无法扩散，二氧化硫的浓度也高得惊人。3日这一天雾最大，加上工业区内人烟稠密，整个河谷地区的居民有几千人生起病来。病人的症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一星期内，有60多人死亡，其中以原先患有心脏病和肺病的人死亡率最高。与此同时，许多家畜也患了类似病症，死亡的也不少。据推测，事件发生期间，大气中的二氧化硫浓度竟高达25～100毫克/立方米，空气中还含有有害的氟化物。专家们在事后进行分析认为，此次污染事件，几种有害气体与煤烟、粉尘同时对人体产生了毒害。 1930年12月1日开始，整个比利时由于气候反常变化被大雾覆盖。在马斯河谷还出现逆温层，雾层尤其浓厚。在这种气候反常变化的第3天，这一河谷地段的居民有几千人呼吸道发病，有63人死亡，为同期正常死亡人数的10.5倍。发病者包括不同年龄的男女，症状是：流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐。咳嗽与呼吸短促是主要发病症状。死者大多是年老和有慢性心脏病与肺病的患者。尸体解剖结果证实：刺激性化学物质损害呼吸道内壁是致死的原因。其他组织与器官没有毒物效应。 事件发生以后，虽然有关部门立即进行了调查，但一时不能确证致害物质。有人认为是氟化物，有人认为是硫的氧化物，其说不一。以后，又对当地排入大气的各种气体和烟雾进行了研究分析，排除了氟化物致毒的可能性，认为硫的氧化物——二氧化硫气体和三氧化硫烟雾的混合物是主要致害的物质。据推测，事件发生时工厂排出有害气体在近地表层积累。据费克特博士在1931年对这一事件所写的报告，推测大气中二氧化硫的浓度约为25～100毫克/立方米（9～37微克）。空气中存在的氧化氮和金属氧化物微粒等污染物会加速二氧化硫向三氧化硫转化，加剧对人体的刺激作用。而且一般认为是具有生理惰性的烟雾，通过把刺激性气体带进肺部深处，也起了一定的致病作用。 在马斯河谷烟雾事件中，地形和气候扮演了重要角色。从地形上看，该地区是一狭窄的盆地；气候反常出现的持续逆温和大雾，使得工业排放的污染物在河谷地区的大气中积累到有毒级的浓度。该地区过去有过类似的气候反常变化，但为时都很短，后果不严重。如1911年的发病情况下这次相似，但没有造成死亡。 值得注意的是，马斯河谷事件发生后的第二年即有人指出：“如果这一现象在伦敦发生，伦敦公务局可能要对3200人的突然死亡负责”。这话不幸言中。22年后，伦敦果然发生了4000人死亡的严重烟雾事件。这也说明造成以后各次烟雾事件的某些因素是具有共同性的。 马斯河谷是比利时境内马斯河旁一段长24公里的河谷地段。这一段中部低洼，两侧有百米的高山对峙，使河谷地带处于狭长的盆地之中。马斯河谷地区是一个重要的工业区，建有3个炼油厂、3个金属冶炼厂、4个玻璃厂和3个炼锌厂，还有电力、硫酸、化肥厂和石灰窑炉，工业区全部处于狭窄的盆地中。 1930年12月1－15日，整个比利时大雾笼罩，气候反常。由于特殊的地理位置，马斯河谷上空出现了很强的逆温层。通常，气流上升越高，气温越低。但当气候反常时，低层空气温度就会比高层空气温度还低，发生“气温的逆转”现象，这种逆转的大气层叫做“逆转层”。