米兰科维奇理论：冰期的发现与形成原因研究

18世纪以来，随着野外考察的不断深入，一些不同寻常的地质现象逐渐引起人们的关注。在斯堪的纳维亚半岛沿岸地区，分布着一系列深深的槽谷，这些深谷深入海洋，形成一个个峡湾。半岛上的芬兰被称为“千湖之国”，其上遍布着无数大大小小的湖泊。这一现象在北美大陆北部同样存在，那里的大型湖泊似乎过于密集。在欧洲和北美平原腹地，不时能看到一些孤立存在的巨大的岩石。这些岩石表面光滑，但附近并没有大型的山脉，也没有同样质地的岩层。这些岩石来自何方？这些地质现象又是如何形成的？

此后的研究表明，这些地质现象都是因为冰川运动造成的。冰川质量巨大，运动过程中，将所经过的岩层剥蚀，形成槽谷或洼地，剥蚀下来的岩石，被冰川包裹，随冰川运动到离母体很远的地方，冰川消融后，海边的槽谷成为峡湾，洼地积水成为湖泊，移动的岩石便留在当地，成为孤立存在的冰川漂砾。然而，在今天的世界上，除一些高海拔山峰外，大面积的大陆冰川只在南极大陆和格陵兰岛存在，如今的欧洲大陆和北美大陆都没有大陆冰川。这一事实说明，地质历史上，地表温度有过较大的变化，在过去的一些年代里，地表温度显著偏低，以至欧洲和北美大陆被大片冰川覆盖。不仅如此，进一步研究表明，地质历史上，地表温度的冷暖变化曾经有规律地多次出现，科学家们将地表温度明显偏低的时期称为冰期，两次冰期之间气候较温暖的时期称为间冰期。地质历史上最近的一次冰期是在距今1万年前才结束的，我们现在正处于间冰期。

那么，地质历史上为什么会出现这种规律性的冰期和间冰期循环呢？19世纪，英国地质学家克罗尔首先提出，冰期和间冰期的规律性交替可能与地球自身的运动状态有关。克罗尔的理论被地质学家米兰科维奇进一步完善和发展。1930年，米兰科维奇提出冰期循环理论，认为地质历史上的冰期和间冰期交替循环与地球公转轨道和地轴倾角的周期性变化有关。

地球公转轨道平面是个椭圆，其偏心率在0.0005—0.0607之间来回变化，这一变化周期约为10万年。轨道偏心率的变化造成地球与太阳之间平均距离的变化，从而导致地表接收太阳辐射量的变化。地球运动过程中，自转轴也在缓慢地顺时针转动，大约23 000年转动一周。自转轴的转动导致地表一定区域与太阳之间距离的周期变化，从而使这一区域接收的太阳辐射量也呈周期性变化。目前地球自转轴与公转轨道平面之间存在23.5°的夹角（称为转轴倾角），但这一角度并非固定不变，而是在22.1°—24.5°之间来回变化，这一变化周期约为41 000年。地球转轴倾角的变化直接影响到地表上阳光直射点的位置，从而使某一区域接收的太阳辐射量发生变化。

米兰科维奇的理论迄今还是对地球冰期现象的最佳解释。