想象一下芝加哥的天际线，在将近3公里的冰层下，这就是上一个冰河时代顶峰时的风景。在地球近代地质历史范围内，这不会是如此不同寻常的景象。在过去的260万年(或者说所谓的第四纪时期)，地球经历了50多个冰期，其间有更温暖的间冰期。但是什么导致冰盖和冰川周期性膨胀呢？冰期是由一系列复杂、相互关联的因素驱动，包括地球在太阳系中的位置以及更多局部影响，如二氧化碳水平，科学家们仍在试图了解这个系统是如何工作的。
特别是因为人类导致的气候变化可能永久性地打破了这个循环。直到几个世纪前，科学家才开始识别过去深冰冻的迹象。19世纪中叶，瑞士裔美国博物学家路易斯·阿加西(Louis Agassiz)记录下了冰川在地球上留下的痕迹，比如不合常理的岩石和被称为冰冻的巨大碎片堆，他怀疑古代冰川携带并推动了很长一段距离。到19世纪末，科学家们已经确定命名了四个发生在更新世时期的冰河时代，从大约260万年前一直持续到大约11700年前。然而，直到几十年后，研究人员才意识到这些寒冷时期的到来，有更多的规律性。
对冰河时代周期的理解上，一个重大突破出现在20世纪40年代，当时塞尔维亚天体物理学家米卢廷·米兰科维奇提出了后来被称为米兰科维奇周期的理论，这是对地球运动的洞察，至今仍被用来解释气候变化。伦敦大学学院古气候学教授马克·马斯林(Mark Maslin)解释说：米兰科维奇概述了地球轨道相对于太阳变化的三种主要方式。这些因素决定了有多少太阳辐射(热量)到达地球。首先，地球绕太阳运行的轨道呈偏心形状，从近圆形到椭圆形，周期为96000年，之所以会有这样的凸起，是因为木星占我们太阳系质量的4%，
具有强大的引力效应，这会使地球的轨道向外移动，然后又回到原地球轨道。第二，地球的倾斜，这就是地球有季节的原因。地球自转的倾斜轴意味着一个半球总是远离太阳(导致冬季)，而另一个半球则倾向于太阳(导致夏季)。这种倾斜角度以大约41000年的周期变化，这改变了季节的极端程度。如果(轴线)更直立，那么夏季当然会变得不那么暖和，冬天也会变得不那么寒冷。第三，地球倾斜轴的摆动，地球的运动就像一个旋转陀螺。
发生的情况是，地球的角动量一天一圈又一圈地快速旋转，导致轴线也在摆动，这种摆动发生在20000年的周期中。凉爽夏季轨道条件是冰河时代特别重要的前兆，冬天总是会有冰，为了建立一个冰河时代，需要让一些冰块在夏天保存下来。但是，要过渡到冰河时代，仅有轨道现象是不够的。冰河时代的实际原因是气候系统中的基本反馈，科学家们仍在寻找各种环境因素如何影响冰川和冰川消融，但现在新的研究表明，大气中的温室气体水平起着重要作用。
例如，德国波茨坦气候影响研究所的科学家已经表明，过去冰河时期的爆发主要是由二氧化碳的减少引发，由于人类造成的排放，大气中二氧化碳的急剧增加，可能已经抑制了下一个冰河时代的开始，长达10万年。与地球上其他任何力量不同，冰河时代塑造了全球环境，从而决定了人类文明的发展，例如，我们把肥沃的土壤归功于最后一个冰河时代，它也塑造了今天的景观，留下了冰川和河流，形成了峡湾、冰河和湖泊。然而，今天决定地球未来发展的是人类燃烧化石燃料所产生的各种排放。
博科园｜文：Megan Gannon/Live Science
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