熊尚发-第四纪环境变化机制
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第四纪地质与环境研究方法第四纪是全球气候发生周期性变化、并与人类的生存有着密切关系的地质历史时期。
随着社会的发展和新世纪的即将来临,人口、资源与环境的关系越来越受到政府和平民百姓的关注,走可持续发展道路已经成为人类社会的共识。
国土资源部提出开展“新一轮国土资源大调查”的计划中,对这一方面也提出了新的要求。
我们一是要针对第四纪时期沉积与环境的特点开展这方面的研究工作,二是要针对社会发展需求来攻关。
这一时期的主要地质特点是:1.第四纪冰期与冰川就目前我们掌握的资料看,中新生代岩石圈板块运动和海底扩张成了地球上冰川的分布及相应的气候分区的主导因素。
同时,也有人认为地球及太阳系的周期运动也与地球气圈发生周期性温度变化相关。
据研究认为,第四纪气候冷暖变化具有21ka、41ka和100ka的周期,这一特点反映在沉积物中、生物界里,也反映在地球表面地貌的变迁上。
2.第四纪海平面变化由气候变化为主导因素,在第四纪时期全球海平面发生了周期性的升降变化。
根据对末次冰期的研究,在冰期最盛期,地球上的水有大约5.5%以冰的形式存在,而此时海面最大降幅可达目前海平面以下150余米。
3.新构造运动大陆板块运动和由冰川导致的地壳“水文均衡”在不同地区都有不同的表现,或上升隆起遭受剥蚀、或下降接受沉积。
在中国,青藏高原的隆起,对来自西面的水汽和印度洋的暖湿气团起了强烈的阻障,使我国西北地区降水明显减少,冰川冻土和高寒荒漠以及黄土高原的分布,都由此而来。
4.生物界的演化对气候和环境反映最为明显的陆生动植物,随上述变化也发生了跌宕起伏的演化和迁移,最为壮观的是出现了两条腿走路的高智能的人。
在这方面材料最为丰富的当属植物的孢粉化石,由它我们可以恢复古植被和古环境,重建气候变化旋回。
对环境反映最为迅速的脊椎动物和昆虫化石也是我们研究的重点。
5.人类的作用人类产生以后一直是受制于自然界,伴随人类智慧的增长,现在人已经成了地球的主宰,但是自有人类历史记录以来因人类已经造成或将要造成数以千记甚至上万种物种的绝灭。
第四纪早期:更新世更新世亦称洪积世(从2,588,000年前到11,700年前),地质时代第四纪的早期。
这一时期绝大多数动、植物属种与现代物种相似。
显著特征为气候变冷、有冰期与间冰期的明显交替。
此时,欧洲发生过五大冰期:多脑冰期、群智冰期、民德冰期、里斯冰期和玉木冰期。
人类也在这一时期出现。
更新世的生物群(Biota) 都非常接近现代的形态——许多“属”一级的生物,甚至包括裸子植物、被子植物、昆虫、软体动物、鸟类、哺乳动物和其他生存到今天的生物,已经在此时出现。
地质年代名称,更新世亦称洪积世,英国地质学家莱伊尔1839年创用,1846年福布斯又把更新世称为冰川世。
更新世是冰川作用活跃的时期,开始于 1 806 000年(±5000年)前,结束于11 550年前,是构成地球历史的第四纪冰川的两个世中较长的第一个世。
在此期间发生了一系列冰川期和间冰川期气候回旋。
地层中所含生物化石,绝大部分属于现有种类。
更新世中期是全球气候和环境变化的一个重要时期,当时气候周期转型,全球冰量增加,海平面下降,哺乳动物迁徙或灭绝。
气候更新世是地球上气候发生剧烈变化的时代。
北半球的高、中纬度地区以及低纬度地区的一些高山,在这时期出现过大规模的冰川活动。
冰川的前进和退缩,形成了寒冷的冰期和温暖的间冰期的多次交替,并导致海平面的大幅度升降、气候带的转移和动荡、植物的迁徙或绝灭。
这些事件对早期人类文化的发展产生过巨大的影响。
因此,许多学者主张采用冰期序列作为更新世分期的主要标准。
欧洲的冰川研究基础较好,19世纪已在欧洲形成多冰期的概念。
1877年英国学者盖克(G.Geikie)在东英吉利(East Anglia)发现四次冰川作用。
1909年德国地貌学家彭克(A.Penck)和布吕克纳(E.Brunckner)根据阿尔卑斯山北坡冰碛地层和相应的阶地地貌,建立了以多瑙河的支流命名,在阿尔卑斯山建立了由老到新的贡兹(Günz)、民德(Mindel)、里斯(Riss)、武木(Würm)等4个冰期。
论述第四纪中国新构造运动及气候对生物分布的影响摘要:新构造运动和第四纪均属于离人类出现最近的地质时期,其对人类的生存环境及分布都产生了重大的影响。
新构造运动的直接地貌标志即新构造地貌,它是新构造运动直接作用的结果。
本文将分别阐述新构造运动及第四纪气候变化对生物特征与分布的影响。
关键字:新构造运动、第四纪气候、地貌、生物特征及分布特点新构造运动是第三纪以来所发生的地壳构造运动;新老构造运动并没有本质的差别,但新构造运动具有许多不同于老三纪以前构造运动的特点,如:新构造运动的结果可由现代地形及各种现代外力作用的地质现象不同程度的表现出来[1]。
1、新构造运动的特征与主要类型自新第三纪以来中国的新构造运动存在着明显的间歇性特点,即强烈的活动时期与相对宁静的时期交替出现。
主要表现为:(1)地貌发育的阶段性由于新构造运动的强烈与相对宁静的震荡性交替,从而形成了一系列的多旋回地貌、如多层夷平面、多级洪湖台地、多级河流阶地、多层溶洞等。
(2)第四纪沉积的间断与韵律性沉积物的韵律性主要表现在粒度和成因类型的有规律更替两个方面。
沉积物由下往上粗→细的变化,粗粒沉积反映新构造上升引起地形的切割和起伏增大,细粒沉积则与随之而来的地壳相对宁静阶段地形的夷平阶段一致。
(3)断层的间歇性活动大量活动断层呈现活动→平静→再活动的历史,是新构造断裂活动的普遍规律。
如我国贺兰山东麓山前断裂,全新世以来曾发生过四次快速错动事件(4)地震活动的韵律性我国历史地震和世界上其他地区的本世纪地震活动都呈现明显的韵律性。
自1897-1980年来我国曾出现过四个地震活跃幕,即1897-1912年、1920-1937年、1946-1957年、和1960-1980年。
(5)火山活动的多期性我国东部新生代活动火山自始新世以来,可划分为三期,分别为早第三纪、晚第三纪和第四纪火山活动。
其中晚第三纪是中国东部火山活动的高潮期,第四纪火山活动则是新生代火山活动的尾声阶段[2]。
第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究第四纪冰川活动与全球气候变化的关系研究摘要:在过去的几个世纪中,气候变化成为了全球社会的热门话题。
本文将探讨第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系。
第四纪冰川活动主要是指在上一个冰川时期以及冰川间冰期期间,地球上冰川的动态变化。
全球气候变化是指地球的气候系统发生变化,导致全球气候模式发生改变。
本文将首先介绍第四纪冰川活动的背景,然后探讨全球气候变化的原因和影响,最后研究第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系。
第一部分:第四纪冰川活动的背景第四纪是地质年代中的一个时期,从约200万年前开始,直到现在。
在这个时期,地球经历了多次冰川时期和冰川间冰期的交替。
冰川时期是地球表面冰川不断扩张的时期,而冰川间冰期是冰川退缩的时期。
第四纪冰川活动的特点是冰川的动态变化,包括冰川的形成、扩张和消退。
冰川在第四纪的活动对地球的地貌发展、水文循环和气候变化有重要影响。
第二部分:全球气候变化的原因和影响全球气候变化是指地球的气候系统发生变化,导致全球气候模式发生改变。
全球气候变化的原因有很多,其中最主要的原因是人类活动导致的温室气体排放。
温室气体包括二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等。
这些气体的增加导致地球大气层中的温室效应增强,从而导致地球表面温度升高。
全球气候变化对地球的生态系统和人类社会有广泛的影响,包括海平面上升、极端天气事件增多、生态系统破坏等。
第三部分:第四纪冰川活动与全球气候变化的关系第四纪冰川活动与全球气候变化之间存在密切的关系。
冰川的扩张和消退主要受全球气候变化的影响。
在冰川时期,全球气候变冷,大气中的水汽凝结为冰川,导致冰川的扩张。
而在冰川间冰期,全球气候变暖,冰川开始退缩。
冰川的扩张和消退对全球气候模式和水文循环有重要影响。
冰川的扩张可以反射太阳辐射,减少地球表面的能量吸收,从而导致全球气候变冷。
而冰川的消退则会导致水源减少,对水文循环产生影响。
第四部分:研究方法和案例分析为了研究第四纪冰川活动与全球气候变化之间的关系,科学家采用了各种方法和技术。
第22卷 第4期2002年7月 第 四 纪 研 究QUATERNARY SCIENCES Vol .22,No .4July ,2002对青藏高原末次冰盛期降温值、平衡线下降值与模拟结果的讨论3施 雅 风(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州 730000)摘要 1999年5期《第四纪研究》刊登的“青藏高原冰期环境与冰期全球降温”论文,内容丰富,提出了许多重大问题和新鲜讯息,发人深思。
本文就部分内容进行讨论,认为根据新近若干冰期降温值较大的信息,就得出冰期降温幅度为过去认识的两倍的普遍性推断,还为时过早。
青藏高原新近研究表明夏季降温值是较小的;冰川平衡线高度取决于以夏季温度为标志所提供的消融热量与全年降雪积累量的平衡,单纯就降温值,不能决定平衡线下降值;全球各地气候、地形差别很大,冰期变化也很悬殊,不存在全球均一的1000m 左右平衡线下降值,干旱区的下降值多低于此数。
青藏高原末次冰盛期(LGM )冰川堆积(终碛、侧碛)和侵蚀形态(冰斗、槽谷)一般保存良好、形态鲜明,较易识别,近年已获取测年资料,证明过去地貌法判别的LGM 冰川规模,并以此决定的LGM 平衡线位置基本恰当,当然也有误判者。
从20世纪20年代起,研究者逐渐认识高原内部主要是中西部LGM 平衡线下降值较小,经过多次改进的LGM 平衡线高度分布图显示约有1/3左右地区,平衡线下降值不足300m,实为世所罕见。
其原因可能主要在高原西北部是全球惟一高海拔寒旱核心区域,为极大陆型或极地型冰川分布区,以现代西昆仑山崇测冰川、古里雅冰帽为例,平衡线高度接近6000m,夏季温度低至-2°~-3℃,年消融量除蒸发损失外折合水层厚仅200mm 左右,年积累量为250mm 左右;冰川运动缓慢以塑性变形为主,流动不远,冰期降水有所减少,平均降温即使达到9℃高值,但都处于负温区,增加了冰川冷储,对降低平衡线的作用微弱。
因此,平衡线下降值很小而冰川运动以变形为主特点,严格限制了冰川范围的扩大。