地质时期气候的研究方法
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发布时间：2023-04-04 10:46
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时间：2024-03-20 23:43
地质时期气候的研究主要包括寻找古气候证据和确定证据年代（称为断代技术）两个步骤。前者可采用地质学方法、地理学方法和同位素方法（物理学方法）等。地质学方法是根据生物生存的条件、岩层和沉积矿床的形成与气候的关系，通过对地层中生物化石和沉积物等特性的研究，阐明地质时期气候在时间和空间上的分布和变化的规律。例如，煤层的存在，可以推断为湿润气候；出现珊瑚礁，可推断为温暖气候；有石膏、岩盐，可推断为干燥气候等。此外，还可以通过地层中植物孢粉（指植物在繁殖期间撒出的孢子和花粉的总称）的分析推测气候。当孢粉离开母体后，就撒落在土壤表面，并被一层层地掩埋在土层或泥炭层中。由于孢粉数量巨大（例如，一棵山毛榉树一年可撒出 4亿粒花粉），在与空气隔绝的情况下，可长期地存留下来，所以，可根据孢粉的形态来判别母体植物的种属，成为推测古代植被及其相应气候的依据。例如，在中国辽宁南部距今8000～10000年的泥炭层中，桦属花粉占优势，而现在桦木林已退缩到大小兴安岭和长白山区。桦树是喜冷耐旱植物，表明那时辽宁南部的气候比现在干冷。同位素方法是20世纪40年代开始发展起来的，其中以氧的同位素方法应用最广。例如，利用氧的同位素比值可以测定极地冰原的不同冰层形成时的温度状况。自然界中的氧有氧-16、氧-17、氧-18三种同位素。在冰层形成时，气温越低，其中氧-18和氧-16的比值越高，因此，可以根据氧-18和氧-16比值的变化，换算成当时的温度。分析洋底抱球虫软泥的氧同位素比值，可以了解第四纪海面温度的变化，氧同位素方法同样可用来测定钟乳石和树木年轮形成时的温度。利用碳-14和碳-13的比值，也可以推测古代的温度，但应用还不广泛。地理学方法主要是用来考察各种自然地理因子的变迁，如海平面的升降、河流和湖泊水位的变化、冰川和雪线的进退、沙漠和冻土以及森林等界限的推移，用以估计相应的气候演变。
断代技术是确定各种证据形成的顺序和年代。可分为相对断代和绝对断代。相对断代只说明证据在形成时间上的新老顺序，主要依据古生物方法加以划分，如孢粉断代、地层学断代等。绝对断代是明确给出证据形成的绝对年代，主要是根据岩石中放射性同位素蜕变产物的含量加以测定的。
