冰期是大陆移动引起的，还是地球摆动引起的，还是宇宙尘的云雾引起的呢？

两万年前，衣阿华州被埋在大冰盖下，冰盖厚度足有世界上最高的建筑物的三倍。现在繁茂葱翠的宾夕法尼亚的乡村也是光秃秃的冻土带。从加利福尼亚到墨西哥，落基山脉的高峰之间连接着道道冰川。以后，直至最近，气候才转暖了，但我们仍然生活在一个大冰期的时代。

今天，迹象表明，在过去的十亿年间地球曾经历了三次具有不同长度的大冰期，最近还在进行中的一次起自两百万年前的更新世。每一个大冰期包括很多小冰期，当中有温暖的间隔，称为间冰期。在过去的七十万年间，冰盖多达七次向赤道推进，每次都使全球发生持续九万年的严寒，接下来是一万年温暖的间冰期。

科学家们说，我们目前就生活在这样一个间冰期中，最后那次大冰盖约在一万年前后退了。现在看来，地球气候之摆在五千年内随时会将我们荡进—次小冰期。

我们这个星球为什么会在一次大冰期间每隔十万年就陷入一次深度冰冻呢？解释各种各样，有些相互补充，有些则相互矛盾。下面是几种典型的说法。

天文说

这一学说通常也用其最积极的倡导者、地球物理学家米卢廷·米兰考维奇的名字命名，称为米兰考维奇说。他的思想是根据一个简单的前提：阳光在地球上的分布是支配这个星球周期性变冷的关键。米兰考维奇及其科学信徒们说，由于地球相对太阳的运行态式在变化，地球上的阳光分配始终在改变着。虽然地球的运行态式的变化是好几种运动的复杂的合成，但是完全可以预言的。

一种运动是全球的摆动。由于太阳和月亮对鼓起的赤道部分的引力拖曳，地球的转轴并非总是指着同一方向：若从地球顶端来看，其转轴在25，800年内在空间画一个圆圈；若从旁边来看这种运动的话，则地球就像一个大陀螺一样来回摆动，因此，地球上各个地区就会在不同的历史时期接近或远离太阳。

第二种独立的运动是地轴的倾斜。地轴与地球轨道（黄道）面的夹角以41，000年的周期先稍微缩小然后再张大：从旁边看，地球就像在点头！其最大和最小的角度差虽仅有三度许，但这已足以改变到达地面不同地区的太阳能量了。

第三种运动涉及地球轨道的形状：由于其它星球的引力，地球轨道每十万年由椭圆变为近似正圆，然后又变成椭圆。现在，我们的地球离太阳最近和最远的距离差约为三百万英里，而在过去还要更大些。

通过计算这三种因素对太阳能在地球上的分布的综合影响，米兰考维奇已能估计出一定的地区何时得到最少的阳光，因而最可能受到冰川作用。

最近用海底沉积层对冰期年代史所作的精细研究表明，也许米兰考维奇的时间表实际上与深处冰川作用的周期相符。看来在高寒期和近乎圆形的地球轨道之间存在某种相关性，而地球的轨道现在正向圆形变化。

几年来，这种天文说在专家们中间已变成乐于接受的理论了。用科学作家奈吉尔· 卡尔德的话说，“在许多竞争性的理论中，天文说显得能最为合理地解释冰盖的扩展与退缩。”但这一理论也受到天文学家佛来德 · 霍伊尔的冷遇，他说：“若要我断言是否简单地将冰块带进冬天生有很多大火炉的房间就可能导致冰川条件，我将说这一提法可能就是天文说。”

地壳漂移说

几百万年来，大陆一直在以每年1~15厘米的速度在地球表面迁移。当这种所谓大陆漂移现象将陆地送进冬雪完全不融化的南、北高纬度的寒冷地带时，雪就可能堆积起来，并逐渐变成一层又一层的冰。（但是没有充足的降雪量这是不可能发生的。而且，由于两极地区倾向于干旱，它们并不总是最有利于生长冰川的地方。）然后冰川推进到海滨，在那里分裂出冰山冷却海洋，于是就为冰盖的大规模扩展创造了条件。

作为这一学说的证据，科学家们发现，在一亿年前，冰覆盖了冈瓦纳大陆（Gondwanaland，即今天的南美洲、非洲、印度、澳大利亚和南极洲联结一体的超级大陆）的大部。然后它漂到南极上方。也有迹象表明，南极洲大陆在最近一连串小冰期间又被冰覆盖过，这是发生在冈瓦纳大陆破裂而将南极洲冷僻地留在南极以后。

大陆升起说

有些科学家提出，地球板块碰撞引起山脉上升，为我们这个星球形成冰川创造了条件。在两百万年前开始更新世冰期时，我们这个世界经历了大规模的陆地上升：阿尔卑斯山爬高了6000呎；喜马拉雅山则升高了9000呎。越来越多的陆地被推过雪线（在雪线以上积雪终年不化）。于是形成了高山冰川，最终向低的地方推进，形成寒冷的气候，并导致冰盖的扩展。

温室效应

大气中的CO₂（二氧化碳）很像温室上的玻璃：它像一个辐射陷阱，可使阳光穿至地面，但同时又阻止地面反射的热能逃进外部空间。像灰绿藻那样的植物在这样的条件下就茁壮地生长，一面消耗CO₂，一面以惊人的速度繁衍。（据说在理想的条件下，一个藻胞在两个星期内就能产生出其质量相当于地球质量的菌落。）根据这一学说，这样爆发性的繁殖可能完全耗尽大气中的CO₂。这样，地球上的热量就会迅速逃散，使地球变冷并引起一次大冰期。温度的降低和CO₂源的枯竭将使植物死亡和腐烂，于是又会重新在大气中积累起CO₂，使温度迅速升高。因此，大气中CO₂的增减可能是产生冰期的决定因素。据估计，仅仅使今天大气中的CO₂量减少一半，就可能触发一次小冰期。

尘幔说

几种理论认为，在不同的历史时期，尘埃以不同的方式漂移在地球与太阳之间，遮蔽了太阳能对地球的加热作用。

一种理论认为，这些尘埃来源于火山。火山有力更频繁地喷发使火山灰云遮蔽了地球的整个天空。在印度尼西亚克拉喀多（Krakatoa）火山于1883年爆发后，法国的一个太阳天文台发现，从太阳接收到的辐射有三年时间低于正常值的10%。

墨西哥的埃尔济康（El Chichon）火山最近的爆发为研究这一理论提供了一个天然实验室。参与美国国家航空和宇宙航行局（NASA）的烟雾气候影响计划的科学家们正在用卫星和地面激光器对喷出的物质进行跟踪和测量，并在用NASA U-2飞机对这些物质的残余物采样化验。他们发现，该火山喷出的物质主要是二氧化硫气体，它们在高空与水蒸气结合就形成大量的硫酸滴。目前正是这些酸滴、而不是尘埃使地球接收的阳光量减少了5%。因为它们的尺寸极小（直径为0.0001吋），密度又低，估计这些微滴可在高空停留数年，不像较重的灰尘，它们一般在几个月内就落光了。因此，NASA的一个科学家欧文 · 吐恩预言，今后几年中的气温“将会下降大约华氏1度，主要在北半球。”

另一种尘幔说涉及到星系的范围。我们的银河星系的两翼在通过太空打旋，大约每二亿到二亿五千万年转一个整圈。一些人在想，地球的一些巨大冰期按与此相同的周期发生绝不仅仅是巧合。他们指出，银河系每转一圈，我们的太阳系就掠过一片星际尘埃云。当这片残云进入地球与太阳之间时，地球上的气温就迅速下降。但是有些专家则持相反的看法，他们声称这些尘埃将被引力吸进太阳，因而增加它的发光度，引起地球较高的气温。

先热后冷说

似乎有点不合逻辑，这种理论主张在强烈的变冷之前应有一个稍微转暖的阶段。它是根据这样的事实：冰川的形成不仅取决于低温，而且也取决于降雪量的存在。

这一学说的支持者们指出，高于平均气温的短暂的暖期可能融化北冰洋的冰，使暖洋流由南边进入北极地区。这样所引起的蒸发量的增加将导致较大的降雪量，为冰川提供食粮，雪和冰的反射性又将使气温变冷，从而增强冰川作用。但是，一旦北冰洋再次冻结，降雪量就得减少，冰盖也会逐渐后退。融化的冰将提高海平面，再次使暖洋流向北流动。

冰盖冲击说

在冰川底部，由于高压和地球散出的热量而不再存在冻结条件。冰盖下6，000呎深处的温度可能比上面高华氏25度。而且高压也可能使冰的溶点降到华氏29.3度（-1.5°C）。事实上，科学家们已用无线电回波测深法在南极西部冰盖下发现了一些巨大的湖泊。

由于其巨大的重量，冰川通常像粘性固体一样在地表上蠕动。然而上述底部水层可起润滑剂的作用，促使冰盖以几倍于通常的速度冲向海洋。它可能最后形成巨大的海上冰棚，覆盖面积可达10，000平方英里。这么巨大的冰块将冷却海洋，使世界滑入一次小冰期。

磁极反转说

磁北极并非总是位在北面。在地球的历史上，磁极已多次反转，仅在过去的7600万年中就有1.71次。地磁极反转时，磁北极变成了磁南极，而磁南极变成了磁北极，罗盘的指北针变为指南。虽然还没人搞清为什么会发生这些反转，但是在从中大西洋海脊周围扩展开的岩石中却存在着地磁场反转的证据。

普遍都认为，地球的磁场与气候有某种关系。这一理论的拥护者们已将一些地磁反转与触发小冰期的开始和结束联系了起来。虽然在遥远的过去地磁反转的频率惊人地不同，但在近四千五百万年间基本上保持在每一百万年大约五次。科学家们预言、我们在将来某个时候无疑地会经受另一次地磁反转，究竟它会否真的产生一次小冰期，还有待那时看分晓。

J. K. 查尔斯沃思教授曾写道，关于冰期原因的理论有很多，“从微小的可能直到相互矛盾和明显的不合适”；因此很多专家赞成两种或多种理论的混合是不足为奇的。他们指出，就即将来临的小冰期而言，有几种力量在起作用。不过，我们现在还用不着担心冰盖会吞食加拿大的城市。冰川的大发作会降临到我们的后代，但他们还有几千年的时间来适应它（正像我们的祖先那样），他们也许能在这段时间里发展出可以防止另一次寒冰推进的技术呢！

[Science Digest，1982年12月]