我們今天來聊聊一個耐人尋味的話題——冰川在地球歷史上的真實角色。 很多人習慣於認為兩極永遠冰封，但事實上，地球在其生命週期中約有85%的時間並無大面積冰川覆蓋，南北極亦不例外。 常態的地球其實是不帶那抹潔白的，而我們之所以如此印象深刻，僅僅是因為人類歷史恰處在這個冰川期中。
概念辨析：冰川期、冰期與漸冰期
在討論之前，先澄清幾個常見而容易混淆的概念：大冰期、冰期、漸冰期、冰川期及冰河期。 表面看似指涉相同現象，實則各有側重。
- 冰川期指的是地球上存在大面積永久冰川的漫長時期。 例如，現今南極洲和格陵蘭島皆被廣闊冰層覆蓋，囙此我們正處於一場真正的冰川期中，其時間尺度可達數千萬甚至數億年。
- 冰期與漸冰期則是冰川期內部的子階段，它們大致以十萬年為週期交替出現：冰期時冰川面積擴張，有時甚至延伸至赤道附近； 而在漸冰期，冰川則僅局限於高緯度地區。 儘管夏季酷熱，我們從冰川學角度來看，地球其實一直處在冰河世紀的狀態。 這不免讓人聯想到蓋亞假說：如果把地球視作一個活著的生命體，冰川期便仿佛是蓋亞發燒時的“感冒”現象。
蓋亞的“感冒”史
沿著這一思路，讓我們回顧一下蓋亞（地球）自誕生以來經歷的“感冒”歷程：
- 第一次感冒：約29億年前，正值蓋亞“十七歲”，這場感冒持續了一億年。
- 第二次感冒：發生在約22億歲時（距今24億年前），由大氧化事件——亦稱氧化災變——引發，此次病情嚴重，耗時三億年方才恢復。
此後，蓋亞經歷了長達14億年的相對平靜，直到其三十九億歲時（距今7.2億年前）再次遭遇重病，雖僅持續0.8億年，但其影響極其深遠。 據地質研究，當時地球甚至赤道地區均被冰雪覆蓋，猶如一個巨大的雪球。 病癒後，蓋亞步入了四十億歲的階段，正如人到了四十歲後的身體機能逐漸下滑，蓋亞也開始頻繁“感冒”。
自5.4億年前寒武紀生命大爆發以來，地球生物多樣性顯著提升，但蓋亞仍每隔一至兩億年“感冒”一次，過去五億年中便經歷了三次。 由此引發一個疑問：究竟怎樣的狀態才是地球真正的平衡？ 而人類在其中，又是否肩負著獨特的使命呢？ 解答這些問題，首先需要探討驅使地球氣候忽冷忽熱的根本原因。
溫室氣體與碳迴圈的關鍵作用
地球氣候的波動，首要原因在於大氣中溫室氣體的含量。 正如我們在討論碳迴圈時所瞭解的：
- 生物圈碳迴圈中，植物通過光合作用吸收二氧化碳，將碳固定為有機物； 動物攝取植物後，再通過分解與呼吸釋放二氧化碳。
-此外，動物遺骸經過長期埋藏，部分碳被鎖定於地層中，待火山噴發等地質事件發生時，又重新釋放到大氣中，構成了深層碳迴圈。
約24億年前的大氧化事件正是因大氣中二氧化碳稀缺、氧氣過剩而引發的，觸發了第二次冰川期； 3.6億年前的冰川期也與陸生植物大規模光合作用有關，大量二氧化碳被消耗，氣溫下降，從而促使高緯度地區形成冰川。 白色冰川反射大量太陽光，進一步削弱地球吸熱，加速降溫，冰川面積不斷擴大，最終進入冰川期。
溫室效應：驅散冰封的希望
地球若想擺脫冰川期，關鍵在於溫室效應的作用。 整顆星球冰封時，陸地生物圈陷於停頓，光合作用大幅减弱，二氧化碳吸收能力下降。 此時，火山噴發等地質活動釋放出的二氧化碳不斷在大氣中積累，溫室效應逐漸加强，最終使地球解凍。 這正體現了“開源節流”：破壞植被减少吸收，同時新增二氧化碳排放。
早在1920年代，塞塞維亞的科學家米蘭科維奇便提出，通過地球軌道的偏心率、自轉軸傾角和進動等週期性變化，解釋冰川期現象。 雖然其理論最初未獲重視，待後來地質學家採集到確鑿證據後，發現其預估的冰期時間與實際吻合，才在1976年得以發表。 需要指出的是，米蘭科維奇迴圈主要解釋數萬年至數十萬年週期的冰期與漸冰期，而對於數千萬至數億年的冰川期，則不在其討論範疇內。 利用這一理論，科學家不僅能精確回溯過去幾次冰期的時段，還預測下一次冰期可能在1500年後到來——當然，這一估計假設人類未介入的自然狀態下成立，因為板塊運動對全球洋流與氣流的調節作用同樣重大。
洋流、板塊運動與冰川期的形成
試想，若全球大洋無阻隔，暖洋流便可暢通無阻地將赤道暖水輸送至兩極，極地則不易結冰； 而若大陸分佈阻斷洋流，則暖流無法抵達極地，從而易引發冰川期。 現今北極正被歐亞與美洲大陸包圍，僅有狹窄通道通向大洋； 而南極洲自盤古大陸解體後一路南漂，約2300萬年前與南美洲徹底分離，形成了德雷克海峽，從而建立起獨特的南極環流，將南極洲與暖水隔絕，冰川由此不斷擴展，原有生態系統最終被徹底冰封。
另一方面，約四千萬年前喜馬拉雅造山運動對全球氣候產生了深遠影響。 印度板塊不斷向北擠壓歐亞板塊，抬升出青藏高原和喜馬拉雅山脈。 這不僅使得原本沿海的區域轉化為內陸高原，而且由於新鮮岩石的大量暴露，經風化反應消耗了大氣中的二氧化碳，溫室氣體濃度顯著下降，從而推動了全球降溫，成為冰川期拉開序幕的重要原因。
人類的雙重角色：拯救與毀滅
既然冰川期的結束依賴於溫室效應增强，實際上正是依靠二氧化碳的大量釋放來實現。 觀察蓋亞前五次“感冒”的模式可知，首先是冰川覆蓋减少了植物光合作用，隨後火山噴發釋放的二氧化碳逐步集結，觸發溫室效應使地球復蘇。 放到今天，不正是人類通過破壞植被和大量排放二氧化碳所做的事情嗎？ 與自然界中需耗上百萬年的行程相比，人類只用一萬年的時間便能初步見效； 在二氧化碳排放上，人類更是以極快的速度燃燒石油、瓦斯和煤炭。 結果，現時地球上永久冰川已經開始融化，似乎正在朝著“治好蓋亞感冒”的方向邁進。
然而，雖然人類活動似乎在幫助地球走出冰川期，但其後果卻同樣不容小覷。 若永久冰川全面融化，海平面預計將上升約70米，這將對沿海城市構成毀滅性打擊； 喜馬拉雅冰川若全部消融，也可能引發巨大洪水，直接威脅人類安全。
此外，即便人類不刻意“治感冒”，在當前經濟發展階段下，大量碳排放已成必然。 極地永久凍土融化，還會導致深藏其中的植物遺骸被微生物分解，進一步釋放二氧化碳和甲烷，形成一個不可逆的正回饋升溫過程。 正如此前討論的火星升溫計畫，一旦啟動，這種反應便難以遏制。
不過，從積極的一面看，永久冰川的融化或許能揭示人類未知的秘密。 比如，在北極凍土中發現了凍結的猛獁象，為利用克隆技術復活遠古生物提供了可能； 而南極洲，在1.6億年前還是溫暖濕潤、生機盎然的大陸，其冰層下可能埋藏著遠超猛獁象的巨大秘密。
這篇文章通過科學歷史的長河，串聯起冰川期的形成、消解以及人類對地球氣候影響的雙重角色。 無論是助力蓋亞“治癒感冒”還是引發新的環境災難，人類的未來無疑與地球命運緊密相連。
