我们的地球——第四纪（人类在漫长的冰期进化至今）

第四纪地图1

第四纪2

1北美洲冰盖 北美洲冰原绵延1300万平方公里。缓慢的冰川运动侵蚀着加拿大北部的地表，并一直深入到古生代和前寒武纪形成的岩层。冰和融水带着岩层碎屑南移，将它们抛在了五大湖中。

2斯堪的纳维亚半岛 覆盖斯堪的纳维亚半岛的冰盖厚度可达4000米。它不断挤压着下方的陆地。如今已完全脱离海水的海岸表明斯堪的纳维亚半岛自冰融之后已经向上反弹。

3欧亚大陆冰盖 欧亚大陆内陆气候太过干燥，不适于大型冰川的形成。形成冰盖和冰原的地方仅限于欧洲西北部的海岸和山川，以及西伯利亚一带北冰洋沿岸。据估计，这些地区的冰雪总量可达17万立方千米。

4猛犸苔原 亚洲北部的广阔内陆是永久冰冻之地，但大部分并没有很厚的冰雪层。夏季陆地表面熔化时的植物繁盛，抚育了大群猛犸象。

5黄土 细腻的沙子和灰尘从永冻土附近的干冷平原吹来，在中欧的部分地区、突尼斯、巴基斯坦、中国西部、中亚地区、巴塔哥尼亚地区、新西兰和美国密西西比山谷堆积，这些被称为黄土的尘土覆盖了原有的地貌，形成了如今的悬崖，有时人类会在这些地区挖掘窑洞居住。

6南美洲的冰山作用 时至今日，安第斯山脉的山峰仍然高的足以形成让冰川下滑的胁斜坡。在上个冰川的巅峰时期，这些冰川切割出了世界上最多最壮观的山峰。在智利南部和阿根廷南部，冰川顺山势而下，覆盖了该大陆南端的大部分地区。

7白令陆桥 随着海平面降低，欧亚大陆和美洲大陆被一条窄长的地峡连接起来。“白令走廊”的形成使得陆地上的动物能在两地之间往返移动，却也阻止了北冰洋和太平洋之间的海洋生物的互相移动。

8澳大利亚的冰川 新西兰、塔斯马尼亚和澳大利亚东南部的高山都存在显著的冰川雕琢迹象，其特征包括U型山谷、冰斗（深的半圆形盆地）、刃岭（耐腐蚀岩石构成的尖锐山岭）和角峰（三个冰川斗墙夹持处形成的山峰）它们是上一次冰川时期冰山作用的有力证据。

看一眼1.8万年前的地球，会发现这是一个冰封的世界，冰层覆盖着北部大陆的广阔地面，有些地方的冰层厚达3000米。

冰川

第四纪是距今最近的一个地质年代，从259万年前一直持续到今天。从地质角度来看，259万年前的地球与现今别无二致。大陆、山脉、洋中脊和俯冲带都几乎与现在的位置相同。然而，当时处于冰期掌控之中的地球表面却与现今有着巨大的差异。这次的冰期是多次打断地球历史的冰期中距今最近的一次。庞大的冰层从北极向南延伸，全球的冰川都比如今的要大得多。

虽然名为冰期，但是其实并非总是寒冷。在冰期中随着冰期（冰层扩张的寒冷时期）和间冰期（冰层退缩的温暖时期）的交替，气候也出现波动。每一次的冰期都会持续大约1万年，接着是持续1万年比较温暖的间冰期。如今的地球仍处于第四纪冰期之中，只不过正好处于间冰期。

在上一次冰期末次冰盛期顶峰时期，冰块和冰封的地面延伸到北极圈的最南方。5%的地表水，包括90%的淡水结成冰，使得海平面下降100米。海平面下降也就意味着浅海骤然变成干旱的平原，原先孤立的岛屿以及大陆有了连接，这些陆桥的形成，将会对动植物的分布产生巨大影响。人类也趁机通过白令海峡从亚洲进入美洲，或从欧洲进入不列颠群岛。

冰块为何移动？化石记载表明，在过去4000万年间，全球气候一直在缓慢降温。300万年前降温速度加快，极地冰盖和北半球大陆的冰川迅速形成。这些天气变化都是大陆板块运动的结果。南极洲与其他南部大陆的逐渐分裂，导致西风漂流形成，它阻断了温暖的气流和洋流，从而导致了南极地区的降温，形成了一个极地冰盖。海水将温度下降，最终导致全球总体温度骤降。

冰川移动

冰丘 在加拿大北极圈地区，地下冰堆积后隆起的一座座小山，称为“多年生冻胀丘”。随着其中冰核融化，这些小山塌陷而形成碗状凹陷。爱尔兰和英格兰发现的冰丘遗迹表明，在上一次冰期期间，永久冻土层曾经在这些地方存在过。

多年生冰胀丘

冰的力量 冰川经年累月才能形成。雪片层层堆积，将最底层压缩成冰。地面的任意倾斜都会使冰川变得不稳定，并像液体一样因自重而开始缓慢滑动，直至滑下山坡。这幅图显示的是格陵兰岛的冰川从山脊的缺口中溢出。

冰川溢出

冰川记录 冰床随着时间的推移而逐层累积。科学家们用钻头深入冰层，能够提取42万年前的冰心，分析这些冰心能从很大程度上了解地球气候的变化。冰形成时，全禁锢微小的空气气泡，空气构成的不同，能够反映出气候的变化，而这些变化都与地球气温起伏息息相关。

化石证据 从被困海底沉积物中的单细胞原生生物贝壳的构成中，地质学家研究出从前的海水温度变化，由于水温和气温息息相关，过去的气候变化也能够被分析出来。

冰川中的原生生物

洪水的魅力 冰山融水骤然形成洪水，有着极大的危害。在华盛顿州东部形成水道贫瘠的洪水途经之处，也一定将该区域的生命洗刷殆尽。这种灾难性洪水都是有冰山迅速融化引起的。通常情况下，融化冰山的温度都是由冰山之下，火山喷发提供的。冰原的一部分甚至会沿着火山坡下滑。其中一例就是1996年冰岛瓦纳特冰原之下的一座火山喷发。灼热的岩浆和气体迅速融化的冰原，一场洪水突如其来，多达每秒4.5万立方米的水朝着山谷倾泻而下，沿途摧毁了两座桥，并将一段9000米的道路冲垮。

冰川融水造成灾难性洪水

大约300万年前，南北美洲有一座陆桥——巴拿马地峡连接。大西洋温暖的海水无法再沿着赤道流动转而北上，导致加拿大东部格陵兰岛和斯堪的纳维亚半岛气温骤降，这三处是形成冰川的主要区域，部分地区的冰层厚达3000米。温暖的洋流携带着潮湿的空气入侵，使得北半球大陆的降雨量和降雪量增加，相应的河流将更多的淡水倾泻到北冰洋中，由于淡水比海水凝结的速度快得多，因此北冰洋海冰得以迅速增加。

俄罗斯猛犸草原 在冰期极寒环境中，大陆被冰山占据，动植物也很难生存。由于缺乏水和携粉昆虫，植物在极寒冷的环境下生存极为艰难，永久冻土层让种子几乎无法生根发芽。相应的，由于没有任何没有可供食用的植物，植食动物也无法生存。而在生物链中，没有了作为猎物的食植动物，食肉动物也无法生存。

冰冻中的猛犸象

然而，在冰山之下的地区，许多动植物从上个冰期的冰冻荒原中幸存了下来。它们趁着夏季冰盖融化，占据了一些饱经风吹又较温暖的地区，诸如北美洲大陆和亚洲大陆的内陆深处。当时栖息在这一地区的动物有猛犸象和披毛犀。二者与现代极地生物一样，都能够在极寒环境中生存。它们厚厚的毛皮和多层脂肪起到保暖的作用，脂肪还能在严冬提供能量。洞熊还通过冬眠来保存能量。

冰川下的草原1

重新占据陆地 在冰期结束之时，冰川开始退减，植物得已占领新出现的陆地。重新占据陆地的第一种植物，必须具备耐寒性，其中的先驱，正如4.5亿年前一样是地衣和苔藓。逐渐地，土壤和有机物富集起来，足以保证其他物种的繁衍。地衣和苔藓有了低矮坚硬的灌木和树木作伴，如刺柏、矮柳和桦树。莎草、羊胡子草和虎耳草也开始生根发芽。这些物种在如今的北冰洋苔原上都能找到。图中的紫色虎儿草花曾一度让猛犸草原缤纷多彩。

冰川下的草原2

猛犸草原是蕴藏这些动物的化石最丰富的地区之一，它位于现今的俄罗斯东部。当时冰雪覆盖的草原与如今非洲炎热的草原有相似之处，比如如今的非洲有大象、犀牛和狮子。当时的草原有猛犸象、披毛犀和食肉的猫科动物。事实上该地区所栖息的动物，只不过比如今我们所熟知的动物毛发茂盛而已。

猛犸象也称长毛象

猛犸草原没有树木，但在短暂的春夏季节，满目都是色彩缤纷的草本开花植物和草丛。这种年度性的绿毯为成群的迁徙动物提供食物，而紧随其后则是饥肠辘辘的食肉动物。其中有一种猎手——人类，对利用这种珍贵的食物来源尤其在行，以至于许多物种都灭绝了。

人类猎*猛犸象

猛犸牙臼齿 上个冰期期间多毛的猛犸象在欧洲和亚洲十分普遍，它们的臼齿巨大且锋利，能够切断粗糙的草类和寒带草原上的灌木。

猛犸下颌和臼齿化石

出乎意料的大收获 上个冰期时间海平面非常低，而猛犸象就栖息在欧洲和不列颠群岛之间的陆地上。它们的牙齿化石和骨骼化石被保留在如今的北海海底，甚至会与鱼被等一同打捞上来。

海洋捕捞意外收获猛犸象臼齿化石

全球状况 随着上一个冰期走向终结，气候转暖，冰盖开始融化。这给环境带来了根本性的变化，随着冰盖缩减，适宜栖息的陆地数量逐渐增多，气温上升到适合树木生长，而适应较寒冷环境的草地开始消失，并被森林所取代。兽群的迁徙之路，被新生成的森林所阻隔，于是被迫分裂成易被捉捕的小群体。动物们开始以营养比不上草类的树叶和灌木为食，其数量也随着人类和其他食肉动物的猎食而剧减。几千年的时间里，猛犸象、披毛犀和巨角鹿、洞熊都灭绝了。

然而，在欧亚大陆和北美洲一些边缘地带，一些物种从上一次冰期中幸存下来，并一直生存到今天。可惜的是，如野牛、熊、狼、猞猁、北极狐和秃鹰这些动物如今都已濒临灭绝。另外一些幸存者发展态势良好，尤以人类为甚。

人类繁盛

人类的演化历程 人类演化的历史纷繁复杂，只有实验性的把全球散落的化石证据拼接起来，才能窥得其中奥秘。最早的可以称之为人类（人属）的化石大约有240万年的高龄，来自非洲东部和南部，为能人。大约190万年前比能人更为高级的人类直立人在非洲开始演化。直立人比其他先辈更高，大脑更大，骨骼与现代人类类似。这个人类新类型，繁衍生息的特别快，到了180万年前，该类型的人类已涉足小亚细亚高加索山脉，并在100万年前到50万年前定居欧洲。

原始人类学会了用火

人们现在认为，到了50万年前，人属的两个独立分支开始出现，其中一只最终演化成为尼安德特人，另外一支则演化成为现代人类智人——意为有智慧的人类。

尼安德特人 尼安德特人遗迹只在欧洲和中东地区有所发现，它们的化石年龄分布在12万年前和35000年前之间。尼安德特人以野蛮和愚蠢而被人所知，但事实上它们的文化相当发达，例如埋葬死者，并能制造许多种工具和武器。

尼安德特人

尼安德特人的化石显示它们比现代人更为结实强壮。它们的头部上还有高耸的额骨和倾斜度较大的前额，并且平均来讲，他们的大脑比现代人类更大，只不过尼安德特人似乎都在35000年前全部灭绝了。

现代人类 人类可能是从非洲的直立人演化而来，海德堡人可能是过渡形式。人类最早的确凿无疑的遗迹，发现于非洲，时间在18万年前到16万年前之间。同样的发现也出现在以色列，时间在10万年前左右，表明现代人类在尼安德特人之间前就已到达该地区。推翻了现代人类是尼安德特人后裔的这一理论。近年以来，人们认为尼安德特人是人类大家庭里已灭绝的一个分支，通过对它们的骨头中的DNA进行分析，现在认为人类有一部分基因来自尼安德特人。

到了4万年前，完全演化的现代人类已经遍及遥远的亚洲、加里曼丹岛和欧洲等地。如今，大多证据表明，现代人类从非洲演化而来，并迁徙到其他大陆。然而，他们可能与不同的地区较为古老的人种杂交，并在当地小规模演化，故而才有如今世界上如此多的种群。

智人打猎

美洲人口分布 白令陆桥形成于冰期，成因是海平面受挤压，将俄罗斯东部和阿拉斯加连接起来，为动物和人类提供了一个穿梭地点。人们普遍认为，大约3万年前完全演化的现代人类由经陆桥首次穿越亚洲到达北美洲。

早期美洲人类 克洛维斯文化以及独特的石器技术风格著称，被人们看作是美洲最早的人类群体，时间是1.15万年前。然而，位于智利南部的帕罗贝尔德国家公园有了更具说服力的证据，表明在此之前有更古老的人种居住。该遗址位于安第斯山脉和太平洋之间，可追溯到1.25万年前。人们推测，如果人类要从白令陆桥出发，向南走上遥远的1.6万公里，其到达北美洲的时间一定远在1.15万年前之前。克罗维斯尖锐器是用石头制成的尖锐矛尖，人们发现的许多矛尖都嵌在猛犸象的骨头之间。

原始人类工具

穴居人 这幅位于法国拉波美拉全恩洞穴中的猛犸简笔画，出自生存在末次冰期的猎人之手。该动物躯干长1.2米，图中描绘的是其侧面，而长牙的展现方式则像从正面描绘的一样。

穴居人简笔画

古代艺术 克罗马农人的文化高度发达，甚至极富艺术性。在欧洲的洞穴中留下了许多画作和雕像。这幅犀牛画作被发现于法国卢菲尼亚克的一个洞穴里。

克罗马农人的艺术

能人 第一种人类可以追溯到240万年至160万年前，能人的意思是“动手能力强的人”，直立约1.5米，体重约50千克。

能人

直立人 直立人与190万年前首次出现在非洲，该人种被认为是首次迁徙出非洲的原始人类。

直立人

海德堡人 该人种最有可能是现代人类的祖先，人们认为，他们最早演化于40万年前到10万年前的非洲南部和东部。

海德堡人

尼安德特人 尼安德特人以肢体短小，身材矮胖为主要特征，比现代人类重30%。

尼安德特人

智人 最早的现代人类出现于19至16万年前。欧洲最早的人类称为克罗马农人，生活在大约4万年前，他们比尼安德特人更高，骨骼也要更细长，具备许多现代人类的生理特征。

智人

头骨 克罗马农人的头骨和现代人的头骨差异极小，克罗马农人的脑匣更圆，下巴和鼻子较大。

克罗马农人头骨化石

冰期之后 1万年前，地球上最近的一次冰期结束，全球温度迅速攀升，巨大的冰川开始融化并退却。冰川的形成给地表留下了斑驳，形成的深渊、磨平的山脉，冰川退却也同样留下了痕迹。

随着冰的融化，冰川融水形成湖泊。退却的冰山残疾构成了天然的大坝，一些冰川阻塞湖就在其中形成，而当冰坝最终也消融时，灾难性的洪水随之到来，美国华盛顿州著名的水道贫脊地就是被这样的洪水冲刷而成。

融水也大大升高了海平面，淹没了许多陆桥，如连接阿拉斯加和西伯利亚东部的陆桥，白令海峡随之生成，将北美洲和亚洲的动物分割开来。

在其他地方，冰川融化导致海岸从海水中显现出来。沉重的冰川挤压其下的陆桥，将他们推向较为塑性的地幔。一旦冰床融化，陆地变会一点一点反弹，每一次上升运动都会形成新的海岸线，并抬升原本位于滨海的陆地。

抬升的陆地苏格兰莫尔岛

美好时代 过去1万年来，地球的温度相对稳定，人类文化在此期间迅速繁荣起来。但人类作为一个物种的繁荣，却给全球温度带来了相当大的影响，自工业革命以来，人类活动对全球气候的破坏与日俱增。燃烧煤、气和石油等化石燃料会释放出温室气体，留下了更多来自太阳的能量，由此导致全球变暖。一些科学家认为，接下来的50年内平均温度会上升5摄氏度，如果保持这一趋势发展，冰盖最终会全部融化，海平面会上升7米，这足以让全世界的河流产生洪水，淹没海岸线以及海边的城市。

下一个冰期 尽管全球在不断变暖，但最近的这一次冰期可能远未结束，我们可能生活在漫长而又温暖的间冰期。有证据表明，冰期前的间冰期既漫长又温暖。有些科学家认为，目前阶段的温度上升只不过是延迟下一个寒冷时期的到来而已，而这个时期可能在5000年后开始，持续1.5万年。

无题

其实做出预测是相当困难的，毕竟全球变暖让我们看到即使大气层的微小变化，都会引起全球气候巨大的改变，所以到目前为止，我们尚不能准确预测温室效应能否与其他让气候变凉的因素相抵消，也就不能准确判断下一个冰期何时到来。