第3章第四纪气候变化和海平面变化
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第四纪气候和海平面变化第四纪气候及海平面变化(4学时)教学目的:主要讲述第四纪气候的总体演变特征;更新世气候变化的地质记录;第四纪世界气候的变化规律及第四纪海平面变化的总体规律及其与第四纪气候变化的关系。
教学重点和难点:重点掌握第四纪气候的总体演变特征;第四纪世界气候的变化规律,第四纪海平面变化的总体规律及其与第四纪气候变化的关系;难点是海岸地区地质记录中如何区分是新构造运动还是海平面引起的升降。
主要教学内容及要求:1. 了解更新世气候变化的地质记录;2. 了解第四纪世界气候的变化规律;3. 理解中国第四纪气候演化的基本特点;4. 掌握第四纪海平面变化的总体规律及其与第四纪气候变化的关系。
第四纪是一个气候变化非常剧烈的地质时代,学习和研究第四纪的气候特征及其变化规律对认识地球的气候演化是非常重要的。
同时,由于第四纪是距今最近的一个地质时代,今天的气候就是第四纪气候的延续,因此,学习和研究第四纪的气候特征及其变化规律,对认识今天的气候,预测未来的气候变化,具有重要的实际意义。
3.1 前第四纪气候变化概述一、地球的五次大冰期地球已经历了46亿年历史,根据已有研究发现,在其发展的历史长河中曾经历用于全新世高分辩率研究的石笋及样本。
三次大冰期,即:早元古代冰期约2.3 GaBP石炭纪-二叠纪冰期约300 MaBP第四纪冰期约3 MaBP其中对人类生存环境影响最大的是第四纪冰期,这也正是本课程所要讲述的。
二、第四纪冰期发生的背景第四纪冰期是在中生代高温和新生代第三纪缓慢降温的基础上突然发生的。
3.2 第四纪气候变化一、第四纪气候标志研究分为宏观气候标志和微观气候标志两类1、宏观气候标志宏观气候标志也称直接气候标志,通过其可直接确定出气候的类型和特征。
宏观气候标志可分为三类:(1)沉积物气候标志由于不同气候环境形成不同的成因类型,因而沉积物成因类型可用来反映沉积时古气候状况,具体可见下表:第四纪主要沉积物成因类型气候标志表(2)地貌气候标志由于地貌形态是内外动力共同作用的结果,外力主要受控于气候条件。
●第四纪——人类时代1.早期猿人阶段(2百万年-1百75万年前):能人2晚期猿人阶段(1百万年前):直立猿人3早期智人阶段(50万年前):智人4晚期智人(新人)阶段(25万年-3万5千年前):现代人生物大灭绝事件●生物灭绝又叫生物绝种。
它并不总是匀速的,逐渐进行的,经常会有大规模的集群灭绝,即生物大灭绝。
●整科,整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。
●却总有其它一些类群幸免于难,还有一些类群从此诞生或开始繁盛。
●大规模的集群灭绝有一定的周期性,大约6200万年就会发生一次,但集群灭绝对动物的影响最大。
●陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。
第一次生物大灭绝:●时间:为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。
事件:导致大约85%的物种绝灭。
●是地球史上第三大的物种灭绝事件,约85%的物种灭亡。
●古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。
在大约4.4亿年前,现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极,当陆地汇集在极点附近时,容易造成厚厚的积冰---奥陶纪正是这种情形。
大片的冰川使洋流和大气环流变冷,整个地球的温度下降了,冰川锁住了水,海平面也降低了,原先丰富的沿海生态系统被破坏了,导致了85%的物种灭绝。
第二次生物大灭绝:又称:第二次物种大灭绝,泥盆纪大灭绝●时间:距今3.65亿年前的泥盆纪后期。
事件:海洋生物遭受了灭顶之灾。
●对古气候的研究显示泥盆纪时期是温暖的。
●第二次物种大灭绝发生在泥盆纪晚期,其原因也是地球气候变冷和海洋退却。
●在距今约3.65万年前的泥盆纪后期,历经两个高峰,中间间隔100万年,是地球史上第四大的物种灭绝事件,海洋生物遭到重创。
第三次生物大灭绝:又称:第三次物种大灭绝、二叠纪大灭绝时间:距今2.5亿年前的二叠纪末期….事件:导致超过95%的地球生物灭绝●这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。
●陨石撞击、气候变化、大气成分改变、火山活动、沙漠肆虐第四次生物大灭绝:又称:三叠纪大灭绝,第四次物种大灭绝时间:距今2亿年前的三叠纪晚期。
第四纪海平面变化
海平面变化是指平均海平面与陆地观察站之间高度的相对上下变动1、前第四纪海平面变化概况
是地质时期的长期变化的结果,主要通过生态地层、层序地层和地震方法等认识的。
地球强烈隆起——地史上海平面急剧下降(海退)
地壳长期稳定和湿润气候——地形逐渐被夷平,地史上海平面缓缓上升(海侵)。
2、第四纪海平面变化标志
A 陆地上沿岸保存的海成地貌和海相沉积物——海平面下降
B 水下大陆架上沉没的沿岸陆地地貌和陆相沉积物——海平面上升
图P185
3、海平面变化机制
A 构造-海平面变化——海底扩张、隆起引起海平面上升,反之,海平面下降
B 大地水准面-海平面变化——与地壳局部结构、构造和地球转动有关
C 冰川-海平面变化——冰期时,海水蒸发转移到大陆形成冰川,造成海平面下降;间冰期相反
D 海温-海平面变化——海水温度升降引起海水体积变化,导致海平面升降的变化。
E 沉积-海平面变化——沉积物由河流搬运入海,使海盆容积变小,引起海平面单向上升。
几种主要的海平面变化的原因及其结果比较表:P187
4、第四纪海平面变化历史梗概
A 更新世期早、中期海平面变化——这一时段世界各地海平面变化标志的时代越早保存越差,受到的新构造运动影响越大。
B 晚更新世海平面变化——这一阶段包括末次间冰期和末次冰期,后者海平面历史研究详于前者。
C 全新世海平面变化——全新世(冰后期)是一个全球温暖期,除南北极冰盖变化不大外,世界其他冰盖和中纬山地冰川全部或大部分消融。
D 现代海平面变化——是指现代小冰期结束之后20世纪的海平面变化。
第四纪海平面波动历史总结中、早更新世海平面波动世界各地海平面变化标志的时代越早保存越差,受到的新构造运动影响越大。
有些新构造运动强烈的地区,海成阶地已被后期抬升几十米或上百米。
这个时期海平面的波动多根据地层中的证据,而地貌证据受到一定程度的破坏。
在地中海沿岸地区,保存有较好的海成阶地,并认为这些海成阶地的形成可与阿尔卑斯山地区冰期和间冰期对比,在间冰期形成高海面,而在冰期形成低海。
地中海地区海平面波动与阿尔卑斯山地区冰期和间冰期可对比(据Frenzel,1973)但在第四纪的早期,即使是冰期,其海面也比现今高得多。
由于各地区新构造运动的差异,又未能扣除它们的影响,因此对海平面升降值估算差别较大,如霍尔姆斯(1965)和兰道尔夫(1973)的估算值就比较大。
在中更新世,出现了几次高海面,时间分别为640-590ka BP、520-460ka BP、360ka BP、300-260ka BP、220-180ka BP。
中国早、中更新世的海平面波动主要根据东部平原和大陆架上钻孔资料获得。
在华北平原,早更新世初的海侵可达北京东面的通州,称北京海侵(古地磁年龄2.43Ma B P),此后发生了渤海海侵(1.5Ma B P),兴海海侵(1.0Ma B P)。
在黄海、东海以及南海也出现过高海面。
晚更新世海平面波动晚更新世包括了一个末次间冰期和末次冰期,海平面总体上从早期到晚期是一个下降过程,但期间存在一些波动。
(1)末次间冰期(130~75ka BP)相当深海沉积物氧同位素的第5阶段(MIS5),该阶段又可分为三个次一级的温暖期(MIS5a、c、e)和两寒冷期(MIS5b、d),其中MIS5e最温暖,在欧洲称为艾姆间冰期。
在这个时期,总体上为高海平面,但多数时间的海平面比现今低,只有在MIS5e时海平面比较现今高6~18m。
在中国的华北地区,这个时期发生了白洋淀海侵和沧州海侵,出现高海平面。
在黄海、东海、南海也发生海侵。
全球气候变暖摘要:第四纪是地壳发展历史中最新的一个阶段,第四纪气候主要指距今103-106年时间尺度的气候变化。
通过对第四纪气候变化规律研究,可进一步推测现代气候变化和发展趋势,为长期气候变化预报服务。
在第三纪,古气候是相对稳定的,但从第四纪起,气候出现了巨大变更,有多次冷暖干湿交替。
由于欧亚大陆联成一片,青藏高原和喜马拉雅山大规模隆升,大陆性气候加强,现代东亚季风环流体系建立,纬向气流带受到破坏,气候变化频繁,幅度增大。
我国有广泛的冰川活动,亚热带北界逐步向南移到长江流域一带。
本文将从造成全球气候变暖原因和全球气候变暖的利与弊并且列举了全球气候变暖带来的影响。
引言:近几年来,许多国家的学者越来越注意对促成全球性气候变暖的作用的研究,从地球气候的长期变动和由于人为的作用而发生的短期变化两种不同角度来进行研究。
但对地球上目前所发生的变化究竟是上述因素之一造成的还是这些因素共同作用的结果的问题,至今尚无一致的意见。
二氧化氮、碳酸气和其他气体对大气层的污染起始于上世纪。
1950年后,随着工业革命的开始,大气层污染的程度急剧加深。
因此在最近10年内,如果污染强度保持不变的话,将会产生所谓的“温室效应”的后果。
据预报,到2020年大气中二氧化碳的浓度将翻一番。
现在科学家们已经把中纬地带飓风的发生与由于温室效应所造成的气候变暖联系起来。
人们逐渐注意到一个事实:近百年全球的平均气温呈现出明显的上升趋势。
究竟是什么原因导致全球气候出现这样的变化呢?是地球自身的规律使然抑或其他原因?人们逐渐惊奇地发现,与工业革命同步,大气中的温室气体含量在急剧增加,目前大气中的二氧化碳含量增加了近25%,远远超过科学家能勘测出的过去16万年的全部历史记录,而且目前尚无减缓的迹象。
温室气体增加的这一事实与全球平均气温变化的事实惊人的同步。
美国已经拟定了关于研究全球性气候变暖的规划。
其中最主要的任务是研究发生在海洋中的变化。
1989年10月在归金山举行的地球物理学协会学术讨论会上,科学家们得出结论,到2050年海平面的升高(因温室效应)可达0.3-0.7米。
第一章绪论一.名词概念解释:1.地貌学2.第四纪地质学二.问答题与讨论题:1.地貌学研究的主要对象和内容是什么?2.第四纪地质学研究的主要对象和内容是什么?第二章第四纪、地貌和地球环境变化动因概述一.名词概念解释:1.地貌2.地貌的形态3.地形线4.地形面5.地形点6.谷中谷7.地貌的基本形态8.地貌的形态组合二.问答题与讨论题:1.什么是地貌形态的基本要素?2.地貌形态测量包括哪几个方面?3.为什么要对不同大小的地貌进行分级?共划分了几级?各级的地貌特征是什么?4.什么是顺构造地形?什么是逆构造地形?5.影响地貌发展的因素是什么?6.如何确定地貌的相对年代?7.试述Davis的侵蚀旋回理论及地貌的发展。
第三章风化和重力地貌与堆积物一.名词解释:1.风化壳2.古土壤3.残积物4.滚落5.崩塌6.错(座)落7.撒落8.倒石堆9.滑坡10.土层蠕动11.片流12.坡积物13.泥流14.面状洗刷作用二.问答题与论述题:1.试述斜坡上的动力地质作用。
2.什么是平行后退说?什么是平行下降说?3.什么是坡积物?4.试述滑坡的成因及其地貌标志。
5.影响滑坡发育的因素。
第四章流水地貌与沉积物一.名词解释、概念:1.坳谷2.洪积物3.洪积扇4.泥石流5.洪流6.河谷7.侵蚀基准面8.隘谷9.障谷10.峡谷11.成形河谷12.河漫滩河谷13.裂点14.迂回扇15.天然堤16.自由曲流17.汊河型河床18.雏形河漫滩19.平坦河漫滩20.牛轭湖21.侵蚀阶地22.基座阶地23.嵌入阶地24.内迭阶地25.上迭阶地26.冲积平原27.水系28.水系形式29.河流袭夺30.断头河(能够正确指出图中地貌名称)二.思考并回答问题:1.流水侵蚀作用形成哪些主要地貌形态?2.坡积物与洪积物的地貌标志、沉积特征有何区别?3.泥石流堆积物与洪积物有何异同?4.冲积物与洪积物岩相结构的主要差异有哪些?三.对比题:1.侵蚀阶地与基座阶地第五章岩溶地貌及岩溶堆积物一.解释名词、概念:1.岩溶作用2.岩溶堆积物3.岩溶漏斗4.落水洞5.坡立谷二.思考并回答问题:1.在图中,判别所示的岩溶地貌名称。