現在是冰河時期嗎？地球是否正走向下一個冰期或暖化已成定局？深入解析冰河期、間冰期與當代氣候變遷的奧秘

欸，最近是不是常常聽到有人問：「現在是不是冰河時期啊？」或者感嘆「怎麼冬天越來越熱了？」這兩種看似矛盾的說法，其實都觸及到一個深刻的地球科學問題。這幾年，全球氣候變化真的讓人摸不著頭緒，有時候寒流強到讓體感溫度跌破冰點，有時候夏天又熱到破紀錄，大家難免會開始思考，我們地球究竟正處於什麼樣的氣候週期裡？是不是要進入下一個冰期，還是全球暖化真的已經把地球帶往不可逆的境地了呢？

對於這個問題，我必須開門見山、非常明確地告訴大家：是的，嚴格來說，我們現在正處於一個「冰河時期」之中，但它是這個大冰期裡的「間冰期」。這聽起來是不是有點繞口？別擔心，接下來我就會把這個概念抽絲剝繭，帶你深入了解這背後的科學奧秘。

我們正在冰河時期嗎？快速又精準的答案

如同前面所說，答案是：是的，我們現在正處於一個地質學意義上的「冰河時期」，這個冰河時期被稱為「第四紀冰河時期」（Quaternary Glaciation），它從約 260 萬年前一直持續到現在。不過，別誤會了，這不代表我們正被厚厚的冰層覆蓋，而是指地球的兩極，也就是北極和南極，長期存在著大規模的冰蓋。而在這個大冰期中，地球的氣候會週期性地在較冷的「冰期」（Glacial Periods）和較暖的「間冰期」（Interglacial Periods）之間擺盪。

我們現在所處的正是第四紀冰河時期中的一個溫暖階段，也就是「全新世」（Holocene Epoch），它開始於大約 11,700 年前。所以，如果你感覺到氣候越來越熱，那確實是事實，但這與冰河時期的大週期循環，以及人類活動所造成的氣候變遷，有著複雜且值得深思的關聯性。

什麼是真正的「冰河時期」？揭開地質學上的定義

談到「冰河時期」，許多人腦海中浮現的畫面可能是電影《冰原歷險記》裡猛獁象和劍齒虎在冰天雪地中掙扎求生的景象，那確實是冰河時期「冰期」階段的寫照。但在地質學上，一個完整的「冰河時期」（Ice Age）的定義遠比這寬廣，它指的是地球表面長期存在大規模冰蓋的時期，這些冰蓋不僅限於山區，還延伸到大陸尺度，像南極和格陵蘭島那樣。

地球歷史上，冰河時期並非一直存在，而是週期性地出現。目前為止，科學家們確認了至少五個主要的大冰期，其中就包括我們現在身處的「第四紀冰河時期」。每個大冰期都可能持續數百萬到數千萬年，而我們感受到的氣溫升降、冰川的進退，其實只是大冰期中「冰期」與「間冰期」這種較短週期性的交替。

冰期與間冰期：週期性的冷暖轉換

• 冰期（Glacial Periods）：這是冰河時期中氣溫較低的階段。在冰期高峰時，地球大片陸地會被巨大的冰蓋覆蓋，這些冰蓋甚至能延伸到中緯度地區，比如北美洲和歐洲大部分地區。海平面會因為大量水被鎖在冰蓋裡而大幅下降，甚至露出現在被海水覆蓋的陸橋。
• 間冰期（Interglacial Periods）：這是冰河時期中氣溫相對較高的階段。冰蓋會退縮到高緯度地區或高山頂部，海平面回升，全球氣候也相對溫暖宜人。我們現在的全新世，就是一個典型的間冰期。這個時期非常適合人類文明的發展，農業、城市文明都在這個相對穩定的氣候下得以興盛。

是什麼驅動冰期與間冰期的循環？米蘭科維奇循環的奧秘

那麼，是什麼力量讓地球的氣候在冰期與間冰期之間這樣週期性地擺動呢？這不是什麼神祕的力量，而是由塞爾維亞地球物理學家米盧廷·米蘭科維奇（Milutin Milanković）提出的「米蘭科維奇循環」（Milankovitch Cycles）所主導的。這些循環描述了地球繞太陽運行軌道和自轉軸的長期變化，進而影響了地球接收到的太陽輻射（日照量）在不同緯度和季節的分佈。

米蘭科維奇循環主要包含三個關鍵要素：

1. 地球軌道的離心率（Eccentricity）：

   地球繞太陽公轉的軌道並不是完美的圓形，而是橢圓形。這個橢圓的「扁平程度」會週期性地變化，大約每 10 萬年變化一次。當軌道更扁平時，地球在近日點和遠日點接收到的太陽輻射差異就更大；當軌道更接近圓形時，這種差異就小。這個變化會影響地球整體接收到的太陽能量，進而影響全球氣溫。

2. 地軸傾斜角（Axial Tilt or Obliquity）：

   地球的自轉軸並非垂直於軌道平面，而是有一個傾斜角。這個傾斜角大約在 22.1 度到 24.5 度之間擺動，週期約 4.1 萬年。地軸傾斜角越大，季節變化就越劇烈，高緯度地區的夏天會更熱，冬天會更冷；傾斜角越小，季節變化就越溫和。特別是對於高緯度地區夏季的冰雪融化至關重要，因為較小的傾斜角意味著夏季日照較弱，有利於冰雪累積而非融化，這被認為是啟動冰期的一個重要因子。

3. 歲差（Precession）：

   地球的自轉軸就像一個旋轉的陀螺一樣，會緩慢地擺動，導致北極星的位置發生變化。這個擺動的週期大約是 2.3 萬年。歲差會改變地球在近日點（離太陽最近）和遠日點（離太陽最遠）時所處的季節。例如，如果北半球在近日點時是夏季，那麼那個夏季就會特別炎熱；反之，如果北半球在近日點時是冬季，那麼冬季就會異常嚴寒。這對北半球高緯度地區的冰雪累積和融化有著直接的影響。

這三個循環以不同的週期相互疊加，共同影響著地球在不同緯度、不同季節接收到的太陽能量。當這些條件恰好疊加，使得高緯度地區的夏季日照量減少，不足以融化前一個冬天積累的冰雪時，冰蓋就會開始擴張，最終可能導致冰期的來臨。反之，如果高緯度地區夏季日照量增加，冰雪大量融化，則會促使間冰期的到來。

我們現在在哪個階段？全新世的氣候特徵

正如前面提到的，我們目前正處於第四紀冰河時期中的「全新世」，這是一個大約始於 11,700 年前的間冰期。全新世的氣候相對穩定且溫暖，這為人類文明的繁榮提供了極為有利的條件。農業革命、城鎮的建立、科技的發展，幾乎所有我們所知的文明進程，都發生在這個相對宜人的氣候區間內。

從地質時間尺度來看，全新世的溫暖期在過去的間冰期中並不算特別長或特別熱。歷史上一些更古老的間冰期，比如約 12.5 萬年前的「艾米恩間冰期」（Eemian interglacial），全球平均溫度甚至比現在還要高出 1 到 2 攝氏度，那時候的海平面也比現在高出 6 到 9 公尺。這些歷史數據告訴我們，地球氣候有其自然的變動性。

氣候變遷與冰河時期：人為因素的攪局？

既然地球氣候有其自然的冰期與間冰期循環，那為什麼我們現在還要如此擔憂「全球暖化」呢？這是一個非常關鍵且常常被誤解的問題。確實，地球過去也經歷過比現在更暖和的時期，但這次不同之處在於，當前全球暖化的速度和幅度，遠遠超出了自然變化的範疇，而且它主要由人類活動所驅動。

自工業革命以來，人類大量燃燒化石燃料，排放了巨量的二氧化碳、甲烷等溫室氣體到大氣中。這些氣體像一層毯子一樣，將地球輻射出去的熱量困住，導致地球平均溫度快速上升。根據政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）的報告，自 19 世紀末以來，全球平均溫度已經上升了約 1.1 攝氏度，而且這個增長速率在過去幾十年裡顯著加快，是過去數千年，甚至是數十萬年以來前所未見的。

我個人認為，這就像是我們原本搭乘著一列按既定軌道（米蘭科維奇循環）穩定行駛的列車，結果人類突然在這列車上猛踩油門，讓它以極不尋常的速度向前衝刺。這種人為的「加速」可能會帶來幾個嚴重的後果：

• 推遲或改變下一個冰期的來臨：根據米蘭科維奇循環，如果沒有人類活動的干預，地球可能在數萬年後自然地進入下一個冰期。然而，由於我們向大氣中排放了大量的溫室氣體，這些額外的熱量可能會在很長一段時間內抑制自然的冷卻趨勢，甚至完全阻止下一個冰期的到來。這是一種前所未有的「實驗」，我們無法預測其長期影響。
• 氣候系統的不穩定性：快速的暖化導致極端天氣事件頻繁發生，比如更強的颱風、更頻繁的熱浪、更嚴重的乾旱和洪水。這表明地球的氣候系統正在失去平衡，其後果可能遠比單純的溫度上升更為複雜和危險。
• 生態系統的崩潰：許多物種無法適應如此快速的氣候變化，導致棲息地喪失、食物鏈受損，最終可能面臨滅絕的危機。這會極大地損害地球的生物多樣性。

所以，儘管我們仍然處於「冰河時期」中的間冰期，但人類活動對氣候系統的強烈干預，已經讓未來的氣候路徑充滿了不確定性。我們正站在一個歷史的十字路口，人為的影響正在與自然的節律展開一場前所未有的「拔河」。

判斷是否在冰河時期的「線索」：科學家怎麼看？

科學家們是如何判斷地球是否處於冰河時期，或是哪個階段的呢？他們可不是靠感覺，而是有實實在在的「證據」！這些線索散落在地球的各個角落，像是時間的痕跡，等待著我們去解讀。以下是一些關鍵的證據類型：

• 冰芯（Ice Cores）數據：這是最直接的「時間膠囊」。科學家從格陵蘭和南極的冰蓋深處鑽取冰芯，分析其中被困住的氣泡、灰塵、火山灰以及水分子中的同位素比例。
  • 氣泡中的氣體：古老的空氣被封存在冰中，可以直接測量過去大氣中二氧化碳和甲烷等溫室氣體的濃度。這些數據與溫度變化高度相關，顯示出二氧化碳濃度在冰期時較低，間冰期時較高。
  • 氧同位素比例（δ18O）：水分子中的氧同位素比例（尤其 $^{18}\text{O}$ 和 $^{16}\text{O}$）是過去溫度的絕佳指標。在寒冷時期，含有較輕氧同位素（$^{16}\text{O}$）的水更容易蒸發並被鎖在冰蓋中，導致海洋中留下更多較重的 $^{18}\text{O}$。反之亦然。
  • 塵埃含量：冰期時，地球通常更乾燥、更寒冷，風力更強，導致大氣中的塵埃量增加，這些塵埃會沉積在冰層中，成為辨識冰期的標誌。
• 海洋沉積物（Marine Sediments）：從海底鑽取的岩芯，可以分析其中浮游生物的化石（如有孔蟲）以及沉積物的組成。
  • 有孔蟲的氧同位素：與冰芯類似，有孔蟲殼中的氧同位素比例也能反映古代海洋溫度和冰量的變化。
  • 沉積物類型：冰期時，冰川會磨蝕地表岩石，產生大量細小的冰川碎屑，這些碎屑會隨著冰山融化或風力作用沉積到海洋中。
• 地貌證據（Geological Features）：在過去被冰川覆蓋的地區，會留下獨特的地貌特徵。
  • U 形谷（U-shaped Valleys）：冰川侵蝕形成的典型谷地，與河流侵蝕形成的 V 形谷不同。
  • 冰磧物（Moraines）：冰川在運動過程中推積和搬運的岩石和泥沙，形成的各種丘陵或堤壩狀地貌。
  • 冰川擦痕（Glacial Striations）：冰川底部攜帶的岩石在基岩上留下的刮痕。
• 古生物學證據（Paleontological Evidence）：化石記錄可以揭示過去的生物分佈。冰期時，許多喜冷物種會向低緯度地區擴散，而喜暖物種則會向赤道退縮。
• 古植被證據（Paleovegetation Evidence）：通過分析沉積物中的花粉和孢子，可以重建過去的植被類型。不同植物群落對氣溫和降水有特定的要求，因此可以作為氣候變化的指示器。

透過綜合分析這些來自不同領域的證據，科學家們得以繪製出地球過去數百萬年的氣候變遷圖譜，從而精確判斷我們現在所處的冰期和間冰期的位置。

冰河時期對臺灣的深遠影響

你可能會想，冰河時期聽起來是個遙遠、影響極地或高緯度地區的現象，對我們身處亞熱帶的臺灣會有什麼影響呢？事實上，冰河時期對臺灣的地理、生態和生物演化產生了極其深遠的影響！

在冰期高峰時，全球氣溫大幅下降，大量海水被鎖在極地和大陸冰蓋中，導致全球海平面大幅下降。科學家估計，在最近一次冰期（大約 2 萬年前的末次冰期盛期），全球海平面比現在低了約 120 到 130 公尺。

對於臺灣來說，這意味著：

1. 臺灣海峽變成陸橋：

   這是最戲劇性的影響！因為海平面大幅下降，水深相對較淺的臺灣海峽會完全露出水面，變成一座連接臺灣與中國大陸的陸橋。這個陸橋並非永久存在，而是隨著海平面升降而週期性地出現或消失，就像一座「活動便橋」一樣。

   這種「陸橋效應」對臺灣的生物多樣性產生了革命性的影響。想像一下，大陸上的動物，像是各種哺乳類（比如臺灣特有的石虎、臺灣黑熊、長鬃山羊等祖先）、爬行類、兩棲類，甚至植物的種子，都能透過這座橋輕鬆地從大陸遷徙到臺灣。當冰期結束、海平面再次上升時，這座橋又會被海水淹沒，把這些成功「登島」的生物困在臺灣，經過長時間的獨立演化，形成了許多臺灣特有種。

   我自己有次在研究臺灣特有植物的起源時，發現許多物種的親緣關係都指向中國大陸，而且其分化時間點與冰期、間冰期的海平面升降高度吻合。這讓我對地球氣候變遷與生物演化之間的緊密連結感到驚嘆不已。每次看到臺灣美麗的特有種生物，我都會忍不住想像牠們的祖先是如何穿越那座古老的陸橋，一步步紮根在這塊土地上的。

2. 氣溫下降與植被帶南移：

   雖然臺灣沒有像高緯度地區那樣被大規模冰蓋覆蓋，但整體氣溫也會顯著下降，大約比現在低 5 到 10 攝氏度。這導致臺灣的植被帶發生劇烈變化。現在只能在高山才能見到的冷杉、鐵杉等寒帶或溫帶植物，在冰期時可以生長到較低的海拔地區，甚至延伸到臺灣的平地。而現在平地的熱帶、亞熱帶植物則會向南退縮，或尋找避難所。

3. 冰斗與冰磧地形：

   在臺灣的高山地區，特別是海拔超過 3000 公尺的山脈，如玉山、雪山山脈，在冰期時確實存在小型山岳冰川。這些冰川雖然規模不大，但也在山區留下了獨特的地貌痕跡，例如冰斗（cirque，呈碗狀或椅狀的凹地，是冰川侵蝕山谷的起點）和冰磧堤（moraine，冰川搬運和堆積的碎石堆）。這也是為什麼我們可以在臺灣高山看到這些令人驚嘆的冰河遺跡，提醒著我們這片土地也曾受過冰雪的洗禮。

所以，冰河時期對臺灣而言，不僅是遙遠的科學概念，更是深刻形塑臺灣地理、生態和生命起源的關鍵篇章。下次在野外看到臺灣特有種動植物，或在高山欣賞奇特的地形時，不妨想想那數萬年前的冰河時代，它如何影響了我們腳下的這片土地，以及我們身邊的萬物生靈。

常見問題與深度解答

下一個冰期什麼時候會來？全球暖化會阻止它嗎？

根據米蘭科維奇循環的自然節律，如果沒有人類活動的干預，地球理論上應該在未來數萬年後，大約 5 萬到 10 萬年之間，進入下一個冰期。這個判斷是基於地球軌道參數的變化預測，屆時高緯度地區夏季的太陽輻射將會再次減少，有利於冰雪的累積。

然而，這只是一個「自然趨勢」的預測。正如我們前面所討論的，人類活動，特別是過去兩個世紀以來大量溫室氣體的排放，已經對地球的氣候系統造成了巨大的衝擊。科學界主流觀點認為，目前大氣中如此高濃度的溫室氣體，可能會嚴重干擾甚至推遲下一個冰期的來臨。

二氧化碳在大氣中的生命週期非常長，有些甚至可以存留數百年到數千年。這意味著即使我們現在停止所有排放，過去累積的溫室氣體仍將在未來很長一段時間內持續影響地球溫度。這種「人為暖化」的效應，很可能足以抵消米蘭科維奇循環所帶來的自然降溫趨勢，讓地球在原本應該變冷的時期繼續保持溫暖，甚至持續升溫。

這是一個複雜的科學問題，目前仍有許多研究正在進行。但大多數氣候模型預測，除非人類能在未來幾個世紀內大規模移除大氣中的溫室氣體，否則下一個冰期可能會被推遲數萬年，甚至不會按照我們預期的形式出現。這也凸顯了當前全球暖化問題的嚴重性，它不僅是短期內的極端天氣，更可能從根本上改變地球長期的氣候演進方向。

冰河時期對地球生命有什麼影響？

冰河時期對地球生命的影響是巨大而複雜的，它既是物種滅絕的壓力，也是演化適應和生物多樣性重塑的動力。

• 大規模遷徙與隔離：當冰蓋擴張時，許多物種被迫從寒冷地區向溫暖的低緯度地區遷徙。海平面下降也創造了新的陸地連接，使物種能跨越現在是海洋的障礙，例如臺灣海峽的陸橋。然而，隨著冰期結束，這些陸橋又會被淹沒，導致新的地理隔離，促使遷徙到新地區的族群獨立演化，形成新物種（例如臺灣的特有生物）。
• 物種滅絕與適應：嚴寒和冰凍環境對生命是巨大的挑戰。許多無法適應低溫、食物來源稀缺的物種會滅絕。但同時，也有一些物種會演化出特殊的適應能力，例如長出厚厚的毛皮（如猛獁象、披毛犀）、儲存脂肪、冬眠或改變覓食策略。這些適應性的演化為後來的生物多樣性奠定了基礎。
• 植被帶的變化：氣溫和降水的變化導致全球植被帶重新分佈。森林退縮，而草原、凍原等適應寒冷乾燥的植被類型擴張。這也直接影響到以植物為食的草食動物及其捕食者。
• 海洋生態的變化：海平面升降影響了海岸線和大陸棚的面積，改變了海洋生物的棲息地。冰期時，海洋水溫較低，海洋環流模式也會發生變化，影響海洋生態系統的生產力和物種分佈。

總體而言，冰河時期是一個地球生命的「大考驗」。它篩選掉了不適應的物種，但也推動了現存物種的演化和多樣化，塑造了我們今天所看到的生物地理格局。

我們感受到的冬天越來越冷或越來越熱，是冰河時期要來的跡象嗎？

這是一個非常常見的誤解！我們日常感受到的冬天「越來越冷」或「越來越熱」，通常指的是短期天氣變化或區域性氣候波動，而非數萬年尺度的「冰河時期」或「間冰期」的宏觀趨勢。氣候與天氣是兩個不同的概念：

• 天氣：指的是某時某刻、某個地點的氣象狀態，例如今天下雨、明天晴朗、這週很冷。
• 氣候：指的是一個地區長時間（通常是 30 年以上）平均的天氣模式和變化趨勢。

所以，即使某一年冬天出現了極端嚴寒的天氣，那也只能說明那一年冬季的「天氣」很冷，而不能直接推斷整個地球就要進入下一個冰期。這種短期波動可能是由大氣環流異常（例如極地渦旋南下）、聖嬰/反聖嬰現象等因素引起的，它們在氣候變遷的大背景下依然會發生。

反之，如果我們感受到冬天普遍變暖，或者夏天越來越熱，這才是全球暖化趨勢的真實體現。但這種暖化並非「冰河時期」大週期中的自然暖化，而是人類活動導致的額外暖化。要判斷是否進入冰期或間冰期，需要觀察數千年到數萬年的全球平均氣溫、冰蓋體積、海平面等長週期數據，而不是某個季節的短期氣溫異常。科學家們透過冰芯、沉積物等證據，才能判斷地球宏觀氣候的長期走向。

所以，下次感覺到特別冷或特別熱時，不妨提醒自己，這是天氣或短期氣候現象，與地球在數萬年尺度上的冰期或間冰期變動，是完全不同層次的兩個概念喔！