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嘿超奇趣

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这是小超

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我们看天气预报

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知道这几天是下雨还是阴天

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看所在城市的地理位置

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知道这里是什么气候

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那么以前的气候是什么样呢

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我说的以前指的是地球几万年前

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甚至更久远

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听说有冰河时代

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猛犸象还存在

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而南极曾经也是茂密的丛林

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地球总共有5次冰河时代

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竟然都推动了所有动物的进化

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当然也伴随着巨大的生物的灭绝

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第一个就是赫顿冰期

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它在地球24-21亿年前

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地球首次大规模的

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这个冰川期与大氧化事件是同步的

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导致厌氧生物灭绝

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氧气开始在大气中积累

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致使真核细胞开始演化

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生命就开始走向了复杂的多细胞时代

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然后就到了六七亿年前的克里奥期

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也就是雪球地球世界

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地球进入了极寒海洋

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可能仅在冰下有生命的迹象

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而在冰期结束后

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地球快速变暖

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动物多样性开始显著出现

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准备进入到寒武纪大爆发

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这个寒武纪大爆发它不是冰期

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但是与之前的这个雪球

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地球解冻事件紧密相关

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各种动物们突然爆发出来

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节肢动物软体动物

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脊索动物出现了眼睛硬壳

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复杂的神经系统

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所有现代动物的祖先

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大多来自于这一时期

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紧接着地球来到了4亿年前

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安第斯撒哈拉冰期

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这时气温骤降

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海平面下降

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导致奥陶纪志留纪大灭绝

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灭绝率高达了60%到85%

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尤其是海洋无脊椎动物

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在这个冰期之后

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早期的陆地植物

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与脊椎鱼类迅速的发展

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这一时期也就导致海洋生命

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它开始退出

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舞台而陆地的生态开始出现雏形

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然后紧接着是在2.6亿年前的卡鲁冰期

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这时石炭纪二叠纪

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超级大陆

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盘古大陆直接形成

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极端气候容易出现

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地球寒冷但不完全

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冰封森林覆盖广泛

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爬行动物崛起

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两栖类分化出早期的爬行动物

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哺乳动物的祖先

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兽孔目也在这一时期出现

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这一时期氧气非常的丰富

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也就形成了巨大的昆虫

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而碳沉淀也就形成了后来的煤层

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这个冰期后面进入了三叠纪

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迎来了恐龙统治的中生代

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看了上面讲的这几个冰期

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也就是我们这颗蓝色星球

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上面的生命的演化

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简单来看一下

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也就是25亿年前这个赫顿冰期

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真核生物出现在7亿年前

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雪球地球的时候

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多细胞动物发展到了5.4亿年前

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寒武纪大爆发

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现代这个动物的祖先

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4.5亿年前冰期

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加上这种大规模灭绝

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使得这个脊椎动物上岸

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在3亿年前卡鲁冰期

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爬行动物就崛起了

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而265万年前

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也就是最后一个冰期

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就是第四纪冰期

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我们哺乳动物和人类就开始统治地球

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这个不是胡说的

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而是根据冰心的记录

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也就是南极和格林兰岛

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采集的这个地下的冰柱子找到的数据

02:53 - 02:55

还有海洋沉淀物的氧同位素比例

02:55 - 02:57

也可以证明这一点

02:57 - 02:59

而冰期到现在也没有结束

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我们现在正处于260万年前

03:01 - 03:03

开始的第四纪冰期

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其中有一个被称为更新世

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也就是260万年前到70万年前

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这时候冰期和间冰期反复的交替

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在大约250万年前

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人属就开始诞生

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最早的是能人

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以及直立人

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在200万年前也就走出了非洲

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进入了亚洲

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欧洲开始使用打制的石器

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形成了早期的这个社会结构

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而在70万到40万年前呢

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更新世中期

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明德尔冰期时期

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早期的智人啊

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像海德堡人

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他就掌握了火和狩猎

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到了30-12万年前的里斯冰期

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也就是更新世的晚期

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这个时候尼安德特人

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丹尼索瓦人也就广泛的分布了

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而大约30万年前

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我们现在的这个智人也就出现在非洲

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在7-6万年前

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智人开始走出非洲

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扩散到了全球

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在这一时期

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猛犸象覆盖在北美和欧亚大陆

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广阔的冰原上

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全球气温比现在低了大约5度左右

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而到了2万到1.2万年前

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更新世的末期

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有一个著名的末次冰川

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冰川覆盖范围非常大

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人类在极端气候中仍然顽强的生存

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依靠迁徙狩猎服装和火等勉强生存

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地球的冰盖也不断的向南扩张

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那个时候海平面比现在要低120米

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所以那个时候

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人类可以跨过这个冰封的白令海峡桥

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进入美洲大陆

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这大约发生在1.5万年前

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而时间来到了1.17万年前

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被称为全新世

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这个时候处在间冰期

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冰川开始消退

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农业出现

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文明得到了发展

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简单看一下1.2万年前

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农业在新月沃土地区

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也就是两河流域

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在1万年前

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村庄畜牧业养殖不断的发展

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7000年前青铜工具

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城市形成

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早期的文明像美索不达米亚

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古埃及开始出现

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5000年前象形文字

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象形文字出现

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4000年前黄河流域

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夏商文明

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印度河文明

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2000年前希腊罗马

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秦汉玛雅文明

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现在工业科技信息时代

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人类文明依赖间冰期的稳定

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冰期中的人类难以稳定的发展

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定居下来

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需要狩猎与迁徙

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在全新世

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气候比较稳定

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为农业革命提供了理想的环境

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一些学者所以就认为

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全新世才是人类文明的气候黄金时代

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而我们听说的这个米兰诺维(科维)奇循环呢

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是我们理解过去几百万年

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地球冰期和间冰期交替

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的一个核心的理论

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它不是解释所有地质时期的冰川期

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而主要解释我们现在所处的

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也就是260万年前开始的

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第四纪冰川时期

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这是由塞尔维亚的天文学家

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米兰科维奇提出来的

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他认为

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地球的轨道和自转方式的周期性变化

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改变了地球表面接受到的太阳辐射

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从而影响了全球的气候

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触发或者结束这些冰期

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这其中有三个重要的因素

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第一个离心率

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大约10万年左右

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地球绕太阳轨道

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从接近圆形到椭圆形变化

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改变了地球全年吸收太阳热量的大小

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第二个是地轴倾角

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41,000年

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地球倾角在22.1度到24.5度之间摆动

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倾角越大

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极地夏天更热

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冰川更容易融化

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还有第三个岁差

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也就是地球的进动

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地轴如陀螺般摇晃

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改变季节在轨道上的位置

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改变南北半球季节分布和日照的强度

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这三个因素

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共同构成了米兰科维奇循环

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比如大约2.1万年前

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末次冰川

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也就是地球最后一次

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冰川覆盖最广泛的时期

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当时岁差倾角离心率这个组合

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使得北半球的夏天比较冷

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北极夏天阳光弱

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它的积雪就比较

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难以融化

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冰川就会向南扩张

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一旦北半球的夏天变暖

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比如说倾角增加

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岁差调整

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冰川开始消退

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那么也就进入了间冰期

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然而米兰科维奇循环

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无法解释古老的冰河时代

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比如说像赫顿时期

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大氧化事件

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甲烷减少

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温室效应减弱

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这个时候

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地球轨道与气候没有对应关系

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还有雪球地球时期

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也就是7-6亿年前

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超级大陆构造

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火山喷发

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二氧化碳波动

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这些也与轨道变化周期没有关系

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还有安第斯撒哈拉冰期

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也就是4.6亿年前

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大陆漂移影响洋流

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二氧化碳下降

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而在卡鲁冰期

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也就是3.6-2.6亿年前

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超级大陆植被扩张

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降低了二氧化碳

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这些也与轨道周期没有关系

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所以说

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米兰科维奇循环仅适用于第四纪冰期

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它也能够很好的预测

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地球未来的这个气候变化

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那么米兰科维奇循环

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在决定气候变化的时候

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它有什么证据呢

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这个是从天文学的计算

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与地质学家

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在测量过去海床地区发现的沉淀物时

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看到的结果

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它是吻合的

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不过

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米兰科维奇循环理论并不是万能的

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它没有办法解释现在的北极冰盖

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和南极冰川的融化现象

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因为米兰科维奇

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它变化的周期是2-10万年

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当前的变暖仅是几十年

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百年内快速发生的

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比如说你看北极冰盖

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它会在几万年尺度下

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随着日照变化而不断的扩张或退去

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然而现在几十年却剧烈的缩小

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速度是自然过程的几十倍

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还有一个全球平均气温的变化

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冰川期温差约5度

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耗时几千年才完成

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而现在150年内升高了1.1度

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预计本世纪末将超过两摄氏度

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还有一个二氧化碳浓度的变化

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自然界变化仅在180-280 p p m

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而现在达到了421 p p m

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超过任何时候的这个冰川期

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那么除了地球

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其他行星呢

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科学家认为

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地球的米兰诺维奇循环较为温和

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是地球气候长期稳定

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孕育复杂生命的关键因素

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因为温和的这个轨道与倾角的变化

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它有助于避免极端的冷冻

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或者酷热的出现

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使得地球上的生物

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能在一个长期相对稳定的情况下发展

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也就是所谓的宜居带

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月球也发挥重要的作用

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它通过地球赤道隆起施加这个扭矩

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稳定了地球自转轴的进动

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除此之外

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系外的行星虽然位于所谓的宜居带

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及存在液态的水

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但是它这些轨道参数可能剧烈的变化

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就会导致气候剧烈的波动

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也影响生命的产生

09:00 - 09:01

再比如说火星

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是唯一一个

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可用米兰科维奇循环来分析的行星

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火星轨道的偏心率和倾角变化

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都比地球大

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导致气候波动也更加的剧烈

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火星的极地沉淀物显示

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冰层和尘埃交替的出现

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证明火星

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它是长期存在一个周期性的波动的

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然而

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米兰科维奇循环还有一个未解之谜

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就是他预测的这个地球的周期

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为什么还不断的变动

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比如在150万年前

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气候波动的周期是4万年

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与地球轴的这个倾角变化相关

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而到了150万年之后

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变成了10万年的

09:33 - 09:33

这个周期

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与这个轨道的偏心率是相关的

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问题在于这个

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偏心率导致的太阳辐射变化

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它非常小

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不应该引起如此剧烈的气候变化

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这也就说明

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远古时期的地球冰河时代的触发机制

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可能不仅仅是米兰科维奇能够解释的

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甚至根本就没有关系

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当前的模型没有办法解释这种情况

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地球的这个气候变化

09:55 - 09:57

反馈机制非常的复杂

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像这冰盖

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二氧化碳反馈

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洋流地质活动都存在影响

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米兰科维奇循环对地球气候的影响

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无疑是深远的

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但他并非全部的真相

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但无论如何

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这颗蓝色星球上的生命

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会继续的适应环境的变化

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繁衍生息

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最后一如既往

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Understanding Earth's Ice Ages: The Impact of Milankovitch Cycles on Climate Evolution

In this article, we delve deep into the fascinating realm of Earth's past climates, specifically focusing on the Ice Ages and the Milankovitch Cycles. The history of our planet, marked by drastic climate changes, showcases profound shifts in biodiversity and the evolution of life. By understanding these patterns, we can better appreciate the delicate balance that sustains Earth's ecosystems today.

What are Ice Ages?

Ice Ages refer to extended periods during which large areas of the Earth experience significant cooling, resulting in the expansion of ice sheets and glaciers. Throughout history, Earth has undergone five major Ice Ages, each playing a critical role in shaping the evolution of flora and fauna. The last significant Ice Age, known as the Quaternary Ice Age, began approximately 2.6 million years ago and is still ongoing today.

The Role of Milankovitch Cycles

One of the most compelling theories explaining the cycles of glacial and interglacial periods is the Milankovitch Cycle theory. Proposed by Serbian astronomer Milutin Milankovitch, this theory posits that variations in the Earth's orbit and axial tilt significantly influence the climate over tens of thousands to hundreds of thousands of years. The three primary factors affecting these cycles are:

  1. Eccentricity: Changes in the shape of Earth's orbit from circular to elliptical, which occurs on a timescale of about 100,000 years.

  2. Axial Tilt: The angle of Earth's tilt varies between 22.1 and 24.5 degrees over approximately 41,000 years. Greater tilt leads to more extreme seasons.

  3. Precession: The wobble of Earth's axis, which modifies the distribution of sunlight across the planet's surface and occurs over about 26,000 years.

These cyclical changes not only explain historical climate shifts but also allow us to predict future trends, emphasizing their importance in understanding our planet's climate patterns.

Historical Climate Events

To appreciate the full influence of Ice Ages on life, let’s revisit some key events in Earth’s climatic timeline:

The Hutton Ice Age (24-21 billion years ago)

During this early Ice Age, we witnessed the first major glacial period. This cooling phase coincided with the Great Oxygenation Event, leading to extinctions of anaerobic organisms as oxygen levels rose, paving the way for the evolution of complex multicellular life.

The Snowball Earth Period (Approximately 700 million years ago)

The Earth transformed into an enormous ice-covered planet, severely limiting habitable environments. Nevertheless, the end of this era marked a turning point in development, leading to the Cambrian Explosion, where diverse life forms began to flourish.

The Karoo Ice Age (265 million years ago)

During this era, dramatic cooling prompted the Permian extinction, one of the largest mass extinctions, which eliminated around 90% of marine species. Following this, terrestrial flora rapidly evolved to fill the ecological niches left vacant.

Recent Climatic Changes and Their Implications

Furthermore, the Quaternary Ice Age brought about the rise of early humans, showcasing how the fluctuations between glacial and interglacial periods led to significant social and technological advancements. The final glacial period saw the emergence of Homo sapiens, who adapted to their changing environments through innovation and cultural evolution.

Climate Stability in the Holocene

Approximately 11,700 years ago, we entered the Holocene epoch, marked by interglacial stability. This warmth fostered agricultural development, leading to the rise of civilizations such as Mesopotamia and Ancient Egypt. Scholars often refer to this era as the "climatic golden age" facilitating the growth of complex societies.

The Current Climatic Crisis

In contrast to the gradual changes of the Milankovitch Cycles, modern climate change is occurring at an unprecedented rate. Forecasts suggest we could face a temperature increase exceeding 2 degrees Celsius by the end of the century, driven by human-induced factors such as greenhouse gas emissions. This rapid change challenges the long-term cycles that previously shaped climates.

The Future of Earth’s Climate

Understanding how Milankovitch Cycles inform past climate changes is essential in addressing current issues. As life on Earth continues to adapt to environmental shifts, the complexity of climate dynamics urges us to choose sustainable practices. Our stewardship of the planet will determine whether future generations experience a thriving biosphere or an irreversibly altered world.

In summary, the intricate history revealed by Ice Ages and the Milankovitch Cycles emphasizes the profound relationship between climate and life. As we navigate the complexities of climate change today, understanding our planet's history offers a vital perspective that could guide our future actions.

Earth has always been resilient, and as species evolve and adapt, the future of our blue planet lies in our ability to harmonize with its dynamic systems. The cycle continues, and the story of life endures.


In this article, I've synthesized the complex history of Earth's Ice Ages and Milankovitch Cycles into an engaging format. The content covers key periods, the Milankovitch Cycles, and implications for today's climate crisis—all while maintaining a clear and structured approach.