关于山的问题

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问题描述:

山的鞍部和山谷有什么区别?

解析:

冰川有很强的侵蚀力，大部分为机械的侵蚀作用，其侵蚀方式可分为几种:

(1)拔蚀作用: 当冰床底部或冰斗后背的基岩，沿节理反复冻融而松动，若这些松动的岩石和冰川冻结在一起，则当冰川运动时就把岩块拔起带走，这称为拔蚀作用。经拔蚀作用后的冰川河谷其坡度曲线是崎岖不平的，形成了梯形的坡度剖面曲线。

(2)磨蚀作用: 当冰川运动时，冻结在冰川或冰层底部的岩石碎片，因受上面冰川的压力，对冰川底床进行削磨和刻蚀，称为磨蚀作用。磨蚀作用可在基岩上形成带有擦痕的磨光面，而擦痕或刻槽是冰川作用的一种良好证据，其方向可以用来指示冰川行进的方向。

(3)冰楔作用: 在岩石裂缝内所含的冰融水，经反复冻融作用，体积时涨时缩，而造成岩层破碎，成为碎块，或从两侧山坡坠落到冰川中向前移动。

(4)其他: 当融冰之水进入河流，其常夹有大体积之冰块，会产生强大撞击力破坏下游的两岸岩石。

□ 冰川侵蚀力的强弱受到下列因素的影响:

(1)冰层的厚度和重量。重厚者侵蚀力强。

(2)冰层移动的速度。速度大者侵蚀力强。

(3)携带石块的数量。携带数量越多越重者，侵蚀力越强。

(4)地面岩石之粗糙或光滑。粗糙地面较易受冰川之侵蚀。

(5)底岩的性质，底岩松软者较易受侵蚀。

(6)岩层之倾斜方向与冰川移动方向一致者，易遭侵蚀。

□ 因侵蚀作用而造成的冰蚀地貌有:

(1)冰斗 为山谷冰川重要冰蚀地貌之一，形成于雪线附近，在平缓的山地或低洼处积雪最多，由于积雪的反复冻融，造成岩石的崩解，在重力和融雪水的共同作用下，将岩石侵蚀成半碗状或马蹄形的洼地，典型的冰斗于是形成。冰斗的三面是陡峭岩壁，向下坡有一口，若冰川消退后，洼地水成湖，即冰斗湖。

(2)刃脊、角峰、冰哑: 若冰斗因为挖蚀和冻裂的侵蚀作用而不断的扩大，冰斗壁后退，相邻冰斗间的山脊逐渐被削薄而形成刀刃状，称为刃脊。而几个冰斗所交汇的山峰，形状很尖，则称为角峰。在刃脊之间的低下鞍部处，则为冰哑。

(3)削断山嘴、U型谷、石洼地: 当山谷冰川自高地向低处移动，山嘴被削平成三角形，称为削断山嘴。又因为冰川谷的横剖面形状如U字形，故称U型谷。U型谷两侧有明显的谷肩，谷肩以下的谷壁较平直，底部宽而平，若是在冰川谷的底部，因冰川的挖蚀，而造成向下低凹的水坑，石地。

(4)峡湾： 在高纬度地区，冰川常能伸入海洋，在岸边侵蚀成一些很深的U型谷，当冰退以后，海水可以沿谷进入很远，原来的冰谷便成峡湾。

(5)悬谷： 悬谷的形成是来自于冰川侵蚀力的差异，主冰川因冰层厚、下蚀力强，故U型谷较深；而支冰川因为冰层薄、下蚀力弱，故U型谷较浅。因为在支冰川和主冰川的交汇之处，常有冰川底高低的悬殊，当支冰川的冰进入主冰川时必为悬挂下坠成瀑布状，称之为悬谷。

(6)羊背石： 为冰川基床上的一种侵蚀地形，是由基岩组成的小丘，常成群分布，远望如匍匐的羊群，故称为羊背石。其平面为椭园型，长轴方向与冰流动方向一致，向冰川上游方向的一坡由于冰川的磨蚀作用，坡面较平，坡度较缓，并有许多擦痕；而在另一侧，受冰川的挖蚀作用，坡面坎坷不平，坡度也较陡。羊背石的形成，是由于岩层是软硬相间的排列，当侵蚀、风化的作用查行时，软的岩层会被侵蚀的较多较深；而硬的岩石抵抗侵蚀、风化的能力较强，所以在侵蚀、风化后，硬的岩层会较软的岩层高，形隆起的椭园地形，一面受磨蚀、一面受挖蚀。

(7)冰川磨光面、冰川擦痕： 在羊背石上或U型谷谷壁及在大漂砾上，常因冰川的作用而形成磨光面，当冰川搬运物是砂和粉砂时，在较致密的岩石上，磨光面更为发达；若冰川搬运物为砾石，则在谷壁上刻蚀成条痕或刻槽，称之为冰川擦痕，擦痕的一端粗，另一端细，粗的一端指向上游。

■ 搬运作用(glacial transportation)

由于冰川的侵运作用所产生的大量松散岩屑和从山坡崩落得碎屑，会进入冰川系统，随冰川一起运动，这些被搬运的岩屑称为冰碛物，依据其在冰川内的不同位置，可分为不同的搬运类型：

(1)表碛：出露在冰川表面的冰碛物。

(2)内碛：夹在冰川内的冰碛物

(3)底碛：堆积在冰川谷底的冰碛物。

(4)侧碛：在冰川两侧堆积的冰碛物。

(5)中碛：两条冰川汇合后，其相邻的侧碛即合而为一，位于会合后冰川的中间称为中碛。

(6)终碛（尾碛）：随冰川前进，而在冰川末端围绕的冰碛物，称为终碛。

(7)后退碛：由于冰川在后退的过程中，会发生局部的短暂停留，而每一次的停留就会造成一个后退碛。

(8)漂石：冰川的搬运作用，不仅能将冰碛物搬到很远的地方，也能将巨大的岩石搬到很高的部分，这些被搬运的巨大岩块即称为漂石，其岩性和该地附近基岩完全不同。 冰川的搬运能力很强，但相对地，冰川的淘选能力很差。

■ 堆积作用（glacial deposition)

冰川携带的砂石，常沿途抛出，故在冰川消融以后，不同形式搬运的物质，堆积下来便形成相应的各种冰碛物。所谓冰碛物，是指由冰川直接造成的不成层冰积物。而冰积物，就是指直接由冰川沈积的物质，或由于冰水作用的沈积物，及因为冰川作用而沈积在河流湖泊海洋中的物质。 冰积物可分为不成层的冰积物和成层的冰积物两者：

(1)不成层的冰积物： 此种冰积物是由冰川后退时所遗留的石砾所造成，因为冰融化而遗留于地面的堆积物大小不一，石块为少带有棱角、表面为被磨光或带有擦痕，堆积后为不现层理，此种杂乱无层理的冰积物，常称为冰砾土而由冰碛物所形成的冰碛地形有：

a.）冰碛丘陵＜基碛丘陵＞： 冰川消融后，原有的表碛内碛中碛都沈到冰川谷底，和底碛合称为基碛，这些冰碛物受到冰川谷底地形的影响，堆积成坡状起伏的丘陵，称为冰碛丘陵。大陆冰川区的冰碛丘陵规模较大，而山谷冰川所形成的冰碛丘陵，规模要小的多。

b.）侧碛堤： 是由侧碛和表碛在冰川后退处共同堆积而成的，位于冰川谷两侧，成堤状向冰川上游可一直延伸至雪线附近，而向下游常可和终碛堤相连。

c.）终碛堤： 终碛堤所反应出的是冰川后退时的暂时停顿阶段，若冰川的补给和消融处于平衡状态，则冰川的末端可略作停留于某一位置，这时由冰川搬运来的物质，将可在冰川尾端堆积成弧状的堤，称为终碛堤。大陆冰川的终碛堤高度较小，长度可达几百公里，弧形曲率较小；反之，山谷冰川的终碛堤高度可达数百米，长度较小，弧形曲率较大。

d.）鼓丘： 鼓丘是由冰积物所组成的一种丘陵，约成椭园形，长轴与水流方向一致，迎冰面是陡坡，背冰面是一缓坡，其纵剖面为不对称的上凸形。一般认为鼓丘是由于冰川的搬运能力减弱，底碛遇到阻碍所堆积而成的。其主要分布在大陆冰川终碛堤以内的几公里到几十公里，常成群出现，造成鼓丘田；山谷冰川的鼓丘数量较少。

(2)成层的冰积物： 此为冰川与融冰之水共同沈积的结果，冰川所携带的物质受到融化后的冰水冲刷及淘洗，会依照颗粒的大小，堆积成层，形成冰水堆积物，而在冰川边缘由冰水堆积物所组成的各种地貌，称为冰水堆积地貌。有下列几种类型:

a.冰水沈积、冰水扇 、外冲平原: 在冰川末端的冰融水所携带的大量砂砾，堆积在冰川前面的山谷或平原中，就形成冰水沈积；若是在大陆冰川的末端，这类的沈积物可绵延数公里，在终碛堤的外围堆积成扇形地，就叫冰水扇；数个冰水扇相连，就形成广大的冰水冲积平原，又名外冲平原。在这些地形上，沈积物呈缓坡倾向下游，颗粒度亦向下游变小。

b.冰水湖、季候泥: 冰水湖是由冰融水形成的，因为冰川后退时，前面的冰积物会阻塞冰川的通路，常可以积水成湖。冰水湖有明显的季节变化，夏季的冰融水较多，大量物质进入湖泊，一些较粗的颗粒就快速沈积，而细的颗粒还悬浮在水中，颜色较淡；而冬季的冰融水减少，一些长期悬浮的细颗粒黏土才开始沈积，颜色较深。这样一来，在湖泊中就造成了一粗一细很容易辨认的两层沈积物，叫做季候泥。

c.冰砾埠： 冰砾埠为有层理并经分选的细粉砂所组成的，形状为园形或不规则的小丘。冰砾埠上部通常有一层冰碛层，冰砾埠是由于冰面上的小湖小河或停滞冰川的穴隙中的沈积物，在冰川消融后沈落到底床堆积而成，其与鼓丘不同之处，在于冰埠的形状很不规则，且为成层状。在大陆冰川和山谷冰川都有发育冰砾埠。

d.冰砾埠阶地： 在冰川两侧，由于岩壁和侧碛吸热较多，且冰川两侧的冰面要比中间来的低，所以冰融水就汇集在这，形成冰侧河流，并带来冰水物质，等到冰水消后，这些物质就堆积在冰川谷两侧，形成冰砾埠阶地，它只发育在山谷冰川中。

e.锅穴＜冰穴＞： 冰水平原上常有一种园形洼地，称为锅穴。其形成是由于冰川耗损时，有些残冰被孤立而埋入冰水沈积物中，等到冰融化后引起塌陷，而造成锅穴。

f.蛇形丘： 蛇形丘是一种狭长曲折的地形，呈蛇形湾曲，两壁陡直，丘顶狭窄，其延伸的方向大致与冰川的流向一致，主要分布在大陆冰川区。

□ 蛇形丘的成因主要为:

1.在冰川消融时，冰融水沿冰川裂隙渗入冰川下，在冰川底部流动，形成冰下隧道，待冰完全融解后，隧道中的砂砾就沈积而形成蛇形丘。

2.在夏季，冰融水增多，冰积物在冰川末端形成冰水三角洲，等到下一个夏季，冰川再次后退，再形成一个冰水三角洲，如此反复不断，一个个冰水三角洲连起来，便形成串珠状的蛇形丘了。

第四季冰川的形成原因是什么？要详细准确的。跟黄赤夹角的角度有关吗？

中国古大陆在全球构造研究中虽然占据十分重要的位置，但在罗迪尼亚超大陆中的具体位置尚不十分清晰，并颇多争议。在Hoffman关于罗迪尼亚再造图中，华北、扬子、塔里木置于印度（Greater India）和澳大利亚西北缘，但并没有给出具体的位置。Li Z.X.等（1995、1996）从造山带年代学和地层学资料对比出发，将华南（指扬子和华夏）陆块置于澳大利亚和劳伦大陆之间，华北克拉通嵌在西伯利亚与波罗的之间的一个缺口中，塔里木克拉通处在北半球较高纬度的地区，与澳大利亚西北部（现代方位）相邻。王鸿祯等（1997）综合生物古地理、造山带花岗岩、古气候方面的依据，也筛选了可用的古地磁结果，提出新元古代中国几个古陆块相邻并与劳伦大陆西部（现代方位）关系密切。因上述研究者对中国主要陆块的认识不同，所得全球古大陆再造的格局也自然各异。

为便于讨论中国古陆与罗迪尼亚超大陆的关系，我们可分别从现有的古地磁和综合地质学的资料来分析探讨这一问题。

1.古地磁资料

随着罗迪尼亚超大陆研究工作的不断深入，中国古大陆中—新元古时期的古地磁研究工作进一步得到加强，并据此不断调整中国古陆块在全球构造中的位置。Li Z.X.等（1995）认为，华南位于澳大利亚-东南极和劳伦大陆之间；Zhang和Piper（1997）则认为，华南应位于澳大利亚西北部；Evans等（2000）的进一步研究成果表明，华南的位置在纬度上与澳大利亚接近，问题只是在经度上如何调整。至于华北在超大陆中的位置由于缺乏足够可靠和公认的古地磁数据，从而不同研究者得出了不同的结果。

张文治对现有的古地磁资料进行过综合分析（2002），根据Zhang和Piper 获得的云南马龙县南沱组古地磁极为151.2°E，0.2°N，Evans等在湖北三峡地区南华系南沱组获得的163.6°E，3.4°N和165.3°E，6.6°N的测试结果，认为扬子克拉通南华纪平均古地理位置为161.6°E，4.4°N。

李永安、高振家等在20世纪80年代中期与美国斯坦福大学对塔里木克拉通南华系至震旦系的古纬度进行过系统研究。同期由天津地质矿产研究所和新疆地质科学研究所在承担国家305项目过程中又对库鲁克塔格和阿克苏—乌什的南华系至震旦系再次进行古地磁采样，进一步验证和补充前人数据。所获结果表明测区古地磁纬度均小于25°N。塔里木克拉通北缘库鲁克塔格群特瑞爱肯组的古纬度为19.9°，西北缘阿克苏—乌什一带尤尔美那克组为24.1°N，与扬子克拉通古纬度比较，两陆块的古地磁极位置相距较近，塔里木克拉通偏北，扬子克拉通靠南。

张惠民等（1991）所获得的蓟县青白口系从下马岭组至景儿峪组的古地磁极发生显著变化，经度从209.7°变为142.7°E，纬度从-16.6°变为47.0°N。从刘老碑组红层获得的极位置为150°E和43°N，从淮北凤台组获得的古地磁位置为233°E和62°N。刘老碑组地层时代与景儿峪组大致相当，而凤台组地层时代应归于震旦系上部。因此，华北克拉通从青白口系至震旦系古地磁资料表明曾发生快速视极移，虽然缺少南华纪的古地磁资料，但可以推断，南华纪时期的华北克拉通可能处于中纬度区，与此时的扬子克拉通相距甚远。

上述3个克拉通的古地磁纬度仅仅是参考值，地质资料进一步提供了三者之间亲疏关系的更多信息。

2.地质资料

在讨论中国古陆块与罗迪尼亚超大陆的关系时，必须首先研究和探索中国几个主要陆块之间的相互关系。首先，我们在多年研究基础上明确提出了塔里木与扬子连接的假设，认为塔里木、扬子克拉通及其边缘在中—新元古代发生了时间相近、性质相似的热-构造活动、最终克拉化的时间相近，造成具有相似特征的变质基底和沉积盖层的双层结构、具有相似的南华纪至震旦纪地层序列、在南华系上部普遍发育了指示寒冷气候的冰碛层，有理由推测此时的塔里木、扬子及周边的微陆块在空间位置上是很接近的。同时，两个克拉通边缘所经历的中元古代末期至新元古代早期热-构造事件是造山作用的产物，是罗迪尼亚超大陆汇聚作用的反映。而南华纪裂解事件则是劳伦大陆与澳大利亚、塔里木-扬子联合体破裂的前兆，说明塔里木-扬子克拉通作为罗迪尼亚超大陆的成员之一卷入了该超大陆汇聚和裂解过程。

然而，对华北与扬子克拉通在中元古代末—新元古代早期是否发生过汇聚则存在不同的认识，归纳起来主要有4种观点：第一，两陆块曾经发生大规模的汇聚，奠定了中国大陆的基本格架；第二，两陆块曾发生过点式碰撞，而大部分地区仍处在裂解、分离状态；第三，南北大陆互不发生任何联系，直到印支期两陆块才发生汇聚；第四，华北与扬子克拉通在中元古代末—新元古代早期未发生过汇聚，但早古生代两块体第一次靠拢，原为扬子北缘的北秦岭拼贴于华北南缘，而北秦岭地体与扬子克拉通则是通过印支期勉略洋的消亡才最终实现了联合。持第一和第二种观点的学者主要根据以下事实：①秦岭造山带松树沟蛇绿岩是华北与扬子克拉通之间中—新元古代洋壳残留，北秦岭发育的新元古代早期同碰撞花岗岩是同造山过程的产物，说明两陆块发生过汇聚，曾经成为统一的大陆；②华北南缘罗圈组与扬子克拉通南沱组是时代相同的冰碛层，均经历过极寒冷气候的侵袭，两陆块处于统一的环境中。

作者等持上述第四种观点。前文概要叙述了华北与塔里木-扬子克拉通中—新元古代地质演化特点的差异，指出在克拉通化时间、中—新元古代早期热-构造事件、南华纪裂解事件群及冰碛层层位和时代等4点重大差异；同时指出，秦岭造山带中的中—新元古代早期热-构造事件仅仅发生在“秦岭岩群分布区”，与华北克拉通没有直接联系。因此，华北与塔里木-扬子克拉通在整个中—新元古代没有发生过汇聚作用。它们之间的相似性直至震旦纪末期才显现出来，表现在华北南缘（罗圈组）和西缘（正目观组）与塔里木北缘（汉戈尔乔克组）和东缘（红铁沟组）出现了相同的震旦纪末期的冰碛层。同时，早古生代造山带对华北、塔里木和扬子（实际仅涉及原扬子北缘的北秦岭地块）等3个克拉通首次“焊接”，中国大陆雏形形成，然而3个克拉通的最终统一则是通过印支造山运动才完成。

中国古大陆主要由华北、扬子和塔里木等3个克拉通组成，其中扬子和塔里木克拉通中—新元古代发生过强烈的、与罗迪尼亚汇聚及裂解作用有关的热-构造事件，二者之间的中—新元古代地质历史及特征具有较大相似性。综合上述古地磁和地质资料，并结合罗迪尼亚超大陆其他地区的研究成果，在罗迪尼亚超大陆中，塔里木和扬子克拉通相连或相邻，古地理位置靠近澳大利亚。而华北克拉通没有保存与罗迪尼亚汇聚及裂解作用有关的热-构造事件的地质记录，表明它可能不在罗迪尼亚超大陆影响范围内，在古地理位置上它邻近西伯利亚，而与扬子-塔里木隔洋相望。

美国威斯康州的简介

大冰期

大冰期(ice age)也叫冰河时代(在新生代的第四世),冰期,冰川期

现在地球上冰川的面积为1497万平方公里，占陆地面积的10%，但在地球的历史上，冰川的面积曾经要大上很多倍，形成大冰期(ice age)。有记载的大冰期一共发生过三次，周期为将近三亿年发生一次。第一次发生在大约六亿年前的元古代末期，称为震旦纪大冰期，这次大冰期在世界各大陆产生的时间略有不同，当时地球上的动植物还很贫乏。第二次发生在大约三亿年前的石炭纪至二叠纪，这次大冰期主要发生在冈瓦那古陆，其中在南美洲和非洲发生和消退的时间较早，在印度和澳大利亚发生和消退的时间较晚，冰川退却之后，出现大面积的舌羊齿植物群。第三次大冰期就是最著名的第四纪大冰期，也是对现在影响最大的冰期。

披毛犀是第四纪大冰期的代表物种

第四纪大冰期中冰川有数次扩张和消退，分别被称为冰期(glacial eppoch)和间冰期(interglacial eppoch)。一般认为现在的地球正处于间冰期，第四纪大冰期比前两次时间要短，现在的气候也比历史上很多时期要寒冷，因此第四纪大冰期应该并未结束。第四纪大冰期实际上并不局限于第四纪，早在第三纪就已经开始。世界各地的冰期和间冰期的次数和时间并不完全相同，每次冰期的具体时间也有争议，南极的冰川发生的时间要比北半球要早得多，在两千多万年前的中新世就已经形成了大冰盖。冰期在国际上的划分以阿尔卑斯山为标准，阿尔卑斯山地区的冰期曾经被划分为玉木冰期，里斯冰期，民德冰期和贡兹冰期这四次冰期，后来又发现了更加古老的多瑙冰期和比贝冰期，其中最晚的玉木冰期研究的最详细。最后一次冰期在世界各地的时间相差不大，大约在一万多年前结束。第四纪大冰期最盛时，冰川的面积为4714万平方公里，占陆地面积的32%，整个加拿大和北欧都在冰盖的覆盖下，冰川消退之后，留下了大规模的湖泊群，所以加拿大和芬兰都成了“千湖之国”。第四纪大冰期使地球上的面貌大为改观，但并未造成大规模的集群灭绝，物种可以退却到少数“避难所”中得以生存。东亚和美国东部都是“避难所”，保存了比较多的古老物种，而欧洲的阿尔卑斯山阻碍了物种的南迁，因此欧洲的生物种类比中国要少得多。第四纪末有很多大型哺乳动物在地球上消失，现在很多学者相信，它们的灭绝不是冰期的结果而可能是人类活动造成的。

冰期 (ice age)

具有强烈冰川作用的地史时期。又称冰川期。冰期有广义和狭义之分，广义的冰期又称大冰期，狭义的冰期是指比大冰期低一层次的冰期。大冰期是指地球上气候寒冷，极地冰盖增厚、广布，中、低纬度地区有时也有强烈冰川作用的地质时期。大冰期中气候较寒冷的时期称冰期，较温暖的时期称间冰期。大冰期、冰期和间冰期都是依据气候划分的地质时间单位。大冰期的持续时间相当地质年代单位的世或大于世，两个大冰期之间的时间间隔可以是几个纪，有人根据统计资料认为，大冰期的出现有 1.5 亿年的周期。冰期、间冰期的持续时间相当于地质年代单位的期。

在地质史的几十亿年中 ，全球至少出现过 3 次大冰期，公认的有前寒武纪晚期大冰期 、石炭纪- 二叠纪大冰期和第四纪大冰期。冰川活动过的地区，所遗留下来的冰碛物是冰川研究的主要对象。第四纪冰期冰碛层保存最完整，分布最广，研究也最详尽。在第四纪内，依冰川覆盖面积的变化，可划分为几个冰期和间冰期，冰盖地区约分别占陆地表面积的30％和10％。但各大陆冰期的冰川发育程度有很大差别 ，如欧洲大陆冰盖曾达北纬48°，而亚洲只达到北纬60°。由于气候变化随地区的差异和研究方法的不同，各地冰期的划分有所不同。1909 年，德国的A.彭克和E.布吕克纳研究阿尔卑斯山区第四纪冰川沉积，划分和命名了4个冰期和3个间冰期。随后，世界各地也都划分出相应的冰期和间冰期，北半球第四纪冰期几个地区冰期的划分与对比见表。

表：北半球第四纪冰期对比表

大冰期的成因，有各种不同说法，但许多研究者认为可能与太阳系在银河系的运行周期有关。有的认为太阳运行到近银心点区段时的光度最小，使行星变冷而形成地球上的大冰期；有的认为银河系中物质分布不均，太阳通过星际物质密度较大的地段时，降低了太阳的辐射能量而形成地球上的大冰期。

[编辑]补充

“冰川是气候的产物”，这是冰川学界的流行说法。那么，气候又是什么的产物呢？笔者的说法是“气候变化是地球系统的变化在大气圈中的反映”。冰冻圈是地球系统的一部分，所以我们可以说“气候的一部分是冰川的产物”。当然，气候的主要部分应该是地圈（包括壳、幔、核）的产物，因为地圈占地球系统总质量的99.9％。冰川与气候的关系紧密，它们同时受地圈变化的制约，我们甚至可以说“冰川和气候同是地圈变化的产物”。地圈的变化又受宇宙因素的制约，笔者经过长期研究，提出如下观点：宇宙磁场与地核磁流体的电磁耦合作用，可能是地球表层各系统变化的根本原因，也是冰川与气候变化的根本原因。

1、大冰期与银地磁耦合

在地球的46亿年历史中，一般公认曾出现过7次大冰期，关于其成因很多学者提出多种假说，但均不能令人信服。最近笔者提出：当银河系旋臂磁极与地球磁极同向，且相互作用时间在40Ma以上者，将出现大冰期。

地磁极性的倒转存在着3亿年的长周期。一个银河年的长度从20亿年前的4亿年逐渐缩短，到最近一个银河年其时间长度仅约2亿年。现在太阳系正经过银河系的一个旋臂，其磁极方向为正（与现代地磁极相同）。将银河系两个旋臂（它们的磁极性刚好相反）经过地球的时间与地磁场倒转的时间标在图1上，可见当银河旋臂与地磁极性方向相同，且同号时间维持在40Ma以上者。近40亿年来共出现过8次（表1）。其中最近7次刚好对应着7次大冰期。

表1 银地（磁）耦合C型与大冰期出现时间对照（单位：亿年）

众所周知，大冰期总是与造山运动相伴出现，这有其必然性。因为地势平坦时，大气热机效率很低，使得行星风系很弱，极一赤温差很小，不会形成大冰期；只有当造山运动使地势变得不平坦时，大气热机效率才会大提高，使行星风系大增强，极地大降温，才能形成大冰期。第四纪大冰期是与青藏高原隆升紧密相伴的。造山运动的构造营升力来自于地核环流转变为“强对流型”，而银河旋臂与地磁极同向且相互作用时间在40Ma以上，是使地核环流被激发为“强对流型”的必要条件。

41.2 39.7 38.2 36.7 35.2 33.7 32.2 30.7 29.2 27.7 26.2 24.7 23.2 21.7 20.2 100Ma前

20.2 18.7 17.2 15.7 14.2 12.7 11.2 9.7 8.2 6.7 5.2 3.7 2.2 0.7 0 100Ma前

青藏高原的隆升与第四纪大冰期的形成是说明上述观点的一个典型个例44.57MaBP，地球磁极开始转为正向，它与银河系的正极旋臂即开始相互作用，使地核环流从“准地转型”开始向“强对流型”过渡，青藏高原开始抬升，随着地磁极性倒转为负极，高原抬升运动停止，变为夷平运动。如此在45Ma的时间内经历多次反复2.5MaBP青藏高原被抬升至2000m左右的高度，高原季风大转型，才开始出现第四纪大冰期。

2、冰期与地磁强度变化

冰期、间冰期为105a的旋回，比大冰期短3个量级，一般认为它是米氏周期的结果，但有很多问题用米氏理论解释不通，如近73万年来青藏高原被公认为有3次冰期，即末次冰期（1～7万年前）、倒数第二次冰期（13～30万年）和倒数第三次冰期（50～72万年），其时间间隔远超过10万年，用米氏理论不好解释。事实上，地球轨道的三要素的综合可使极地的太阳辐射量变化达20％～30％，但使中纬地区的变化量却小于5％，因此笔者认为关于青藏高原冰期的成因应另寻解释。用地磁场的变化或许是一种更合理的解释。“倒三冰期”是青藏高原隆升的冻结高度时，所必然出现的一次“最大冰期”。从Kukla（1987）给出的西峰磁化率曲线可知，1～7万年前和22～35万年前为两个磁化率低值时段，它们基本上与末次冰期和倒数第二次冰期相吻合；而8～13万年和48～55万年为磁化率高值时段，它们又与间冰期基本相合。再从王苏民等（1996）给出的若尔盖剖面的结果可见，2～5万年之间出现过4次磁极性漂移（极漂），16～26万年之间亦出现过5次极漂，而5～16万年之间仅出现过1次极漂，极漂事件频繁的两个时段，恰好对应着两次冰期；极漂事件很少之时，则对应着间冰期。这亦表明：地磁弱时易出现冰期，地磁强时易出现间冰期。这一结论似乎与上一节的结论有矛盾，其实并不矛盾，形成大冰期的直接原因是地形隆起，它要求磁场强，且相互作用时间较长；对冰期，甚至小冰期和冰川波动，因时间尺度较短，地形的升高已不是主要矛盾，它所要求的地地热释放较少，有利于降温，地磁弱时较容易满足这一条件。

3、小冰期与太阳磁场变化

15、17、19世纪亚欧大陆发生了三次明显的冰进，冰川学界称之为“小冰期”，它的时间尺度是102a，比冰期又短3个量级。这3次冰进刚好与3次太阳黑子极小期（19世纪极小）基本对应，其中出现在17世纪的Maunder极小期是2000多年来太阳黑子最少的一个时段。黑子少意味着太阳磁场弱，它与地磁场的耦合作用亦将变弱，致使冰期前进。小冰期是地球史上有名的灾害群发期（所谓“明清灾频期”），另一个“两汉灾频期”也是出现在太阳黑子的极小期中。大地震大旱魔在中国大地上接连逞凶。从冰芯记录中可知，在高山冰川区“小冰期”是一个低温、降水略多的时段，这与同期山外平原区是一个低温、干旱时段有所不同。这种差异似乎是大气中地形性热力环流调整的结果。

4、冰川波动与气候变化

冰川波动一般包括冰舌进退（其特征时间为101a）和冰川物质平衡，零平衡线高度变化（其特征时间为100a）等几项内容，它们均与短气候变化紧密相联。近40多年是各种地学资料最多的年代，可以进行较仔细的讨论。有些气候学家认为，在这段时间里出现过两次气候突变，一次在60年代中，一次在80年代初。或者说，可以将此40多年的气候分为三个时段。以下将60年代中至70年代末这一时段简称为70年代，重点讨论此时段的冰川与气候波动及其可能原因。

70年代是北半球的低温时段（南半球为高温时段），我国大部份地区是低温少雨时段，青藏高原积雪面积亦变小。可是由于地形性热力环流的调节，使高海拔区在该时段的降水反略有增加，于是前进冰川的比例大为增加。这一点与“小冰期”的情形颇为相似。

70年代是地球自转的慢段，是太阳黑子的相对低值时段，也是我国大陆地震多发的时段。这些特点均与“小冰期”相似。它们之间是否有什么共同的地球物理过程在其中起作用？这是值得地球科学家着力研究的问题。

5、冰川与气候变化的一种可能机制

地球与宇宙之间除了有引力的相互作用外，还有热和磁的相互作用。“热”首先是作用于地球表层，这已为人们所认识。“磁”则首先应作用于地球外核，因外核是磁流体。当太阳系（或银河系）磁场与地球磁场同向时，则若磁场增强将会激发地核流体中的对流活动增强；反之，会使地核中的对流活动减弱。地核环流通过核幔边界影响地幔对流的方式应有多样，其中太平洋之下的地核对流与全地幔对流之间的相互耦合应是其一种，有迹象表明，太平洋的地幔对流可能是全球最强之一。

当太阳系磁场减弱时（如太阳黑子减少），通过电磁相互作用使地核对流减弱，于是从地核向上传的热量减小，这可能是小冰期和本世纪70年代气温降低的基本原因；另一方面因为地核对流减弱，使得太平洋之下地核的“距平”环流变为下沉流，它通过粘性作用带动核幔边界层作“距平”向西运动，这是地球自转减慢，西太平洋和东亚大陆地震活动增强的原因。而东亚大陆地幔此时为“距平”下沉流，它是亚欧地区气温和地温降低、降水减少的基本原因。此时，大陆上空出现大尺度的“距平”下沉气流，使云量减少，这有利于地形性热力环流增强，致使高海拔区的降水不至减少甚至略有增多，造成了冰川活动以前进为主。这是笔者对“小冰期”和70年代冰川相对前进的原因解释。这一设想是否正确，有等实践检验。有一点可以肯定的是，实际情况远比上述设想要复杂，宇宙磁场不仅仅影响到太平洋下的地核流场，它还将影响到地核三圈环流、过赤道环流全球尺度的地核流场，使地球表层呈现出纷繁复杂的变化。

威斯康星州—英文为Wisconsin?(简写WI)?，在美国五十州内，列第十六位

威斯康星州，名称来自印地安语，其意义是“草地”Grassy?Place。

美国北部一州。别称獾州。西北濒苏必利尔湖，东临密歇根湖?。面积14.53?万平方千米。人口490.67万（1990），城市人口约占65％。首府麦迪逊。

北部是苏必利尔高地?，南部是平原?。?有1万多个湖泊。第四纪时全境除西南部外，均遭冰川覆盖，故多数为冰蚀湖。温带大陆性气候，冬季严寒、夏季炎热，受大湖调节，滨湖地带气候较温和?。年平均降水量760毫米?，春夏较多。森林覆盖率45％，主要分布在北部。

[1]1643年法国探险家让·尼克莱成为第一个到达这里的欧洲人。1763年归英国。1783年归属美国。1836年建边区。1848年加入联邦，成为美国第30个州。

本州45%位森林区，土地肥沃，是美国花旗参的主要产地。农业以奶牛饲养为主，有美国奶牛场之称。制造业以矿山机械、X光设备、起重机械为主。

本州居民多为北欧移民的后裔，北欧文化有较大影响。

一六七○年开始殖民。一八四八年五月二十九日成为美国第三十州。以蝴蝶紫罗兰butterfly?violet为州花。本州别名为威斯康辛州旗“权皮之州”Badger?State。本州箴言：“前进”Forward。

州府是马迪逊Madison，位于密耳瓦基之西，人口三○万。本州高等学校有五七年，州立大学很多，设于马迪逊之威斯康星大学，创于一八四八年，学生约六千。一九五六年设于密耳瓦基之分校学生人数多至两万。

本州特征有二：第一，乳牛之州。本州全是波状地面，生长茂草，有乳牛两百多万头。全州农场之中，有80%是畜牧乳牛的农场。每年出产的牛奶、牛油及干酪cheese，在各州之中，均列第一位。第二，植林造纸之州。本州地形、气候、土壤均宜于重新植林。通过数十年之努力，已可大量用以制纸。

本州西北滨苏必利尔湖，东滨密歇根湖，东北界密歇根州，西邻明尼苏达州，西南与南两方面与爱荷华及伊利诺依两州接壤。本州可分两区：(A)北部是苏必略台地区。(B)中部及南部是低丘浅谷区。冰河时代，密西西比河以东之本州南部，可能经受北部地势较高的影响，无不蚀冰碛地形。这一个地区叫做“无冰碛区”。其他各地，冰碛层分布极广。本州地面二分之一以上是林地，出产硬木材甚富。主要作物为玉蜀黍、燕麦、蔓橘、枫糖浆。火鸡、猪、牛也多。

本州工业很盛，产品总值占本州总生产值的40%。矿产有锌、铁。本州有十六个港口。其中最大的一个是位于东南部之密耳瓦基Milwaukee，滨密歇根湖，人口一四○万。是美国北部制造内燃机主要都市之一。一、自然人文环境

（一）地理位置、面积、人口、气候

1.地理位置：美国中北部，近五大湖区。

2.面?积：56,?153平方英里。

3.人?口：5,?224,000人(1998)。

4.气?候：冬酷寒，夏暖，受五大湖气候影响很大。

5.州花：蝴蝶紫罗兰花

6.州鸟：知更鸟

（二）首府、工商业中心

1.首?府：麦迪生市?(Madison)。

2.工商业中心：拉辛Racine、密耳瓦基?(Milwaukee)?为工商中心，Green?Bay亦有一些工业。

（三）政治体制

1.民选州长，任期四年。

2.州议员每年一月开会一次。

（四）天然资源

白云石、花岗岩、铁、铅、锌、铜、玄武岩、石英岩。

[编辑本段]二、经济概况

（一）人均收入：25,079元(1998)

（二）全州国内生产总值：1,392亿美元。

[编辑本段]三、赋税

（一）公司所得税7.9％。

（二）州Sales?Tax?5％，州使用税5％，另外县(county)有0.5％的销售税。

（三）货物税3.039％

（四）Unemployment?Compensation最高9.75％，最低0.02％。

（五）劳工失业保险费率3.05％。

（六）个人所得税率6.93％。

（七）零售商於州和县的第一个一万元营业收入可得到2％的销售税折扣，第二个一万元可得1%的销售税折扣，超过二万元部份折扣为0.5％。

[编辑本段]四、投资事项

（一）投资法令

本州并无单一投资法令，视投资行业不同而见於相关法规。

（二）鼓励投资措施

1.购置机器及防治污染设备可免Sales?Tax及Property?Tax。

2.无遗产及赠予税

3.制造用存货可免Property?Tax。

4.制造用能源可获扣减销售税及使用税。

5.威州发展基金会提供低利率贷款给增进工作机会的企业。

6.工业发展基金会提供补助及贷款给研究新产品及制造的公司。

7.危险污染品查核补助。

8.员工股权协助贷款计划。

（三）投资限制

国防工业、航天业、电讯业、银行业等。

（四）投资主管机构

Wisconsin?Department?of?Commerce

（五）投资申请程序及审核程序

1.营利登记证书向州政府商业厅申请

2.工厂营建许可及土地使用区分许可均向地方政府申请

[编辑本段]五、基础设施及费率

1.水费每1000?cu.ft?10.5元

2.工业用瓦斯每MMBTU?3.52元，电费每kwh?4.0?cents。

3.电讯发达?(全州皆有LANS及WANS?(wide?area?network))

全州皆有铁路6,?700英里，公路10万英里，有145座大小机场。

[编辑本段]六、重要产业

（一）农业：玉米、乳业、豆类、樱桃

（二）制造业：电子、机器业

（三）旅游业：近五大湖，风景优美

[编辑本段]重要城镇

麦迪逊（Madison）——首府?

密尔沃基（Milwaukee）?

绿湾（Green?Bay）?

水清?(Eau?Claire)?

拉克罗斯?(LaCrosse)?

沃索?(Wausau)?人参出品区?

阿普尓顿?(Appleton)?

奥什科什?(Oshkosh)?

马尼托沃克?(Manitowoc)?

希博伊根?(Sheboygan)?

拉辛?(Racine)?

基诺沙?(Kenosha)

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