所謂冰期，是指地球歷史上大規模的寒冷時期。在這個時期裡，不僅地球的兩極和高山頂上有冰川分布，就是一些緯度較低的溫帶地區和低矮山嶺上，也分布著許多冰川。地球的歷史告訴我們，全球各地在地質歷史中曾發生過3次大冰期，即震旦紀冰期、石炭紀、二疊紀冰期和第四紀冰期。而每次大冰期又是由許多小冰期組成的。最近的一次大冰期是70萬年前開始的，至今已發生過7次小冰期，每次持續時間為9萬年之久，而兩次冰期之間總是伴隨著大約1萬年的溫暖的間冰期。
科學家們推測第七次冰期在2萬年前已結束，我們目前正生活在第七次溫暖的間冰期末尾，再過5000年，我們居住的地球又將進入一次小冰期，那時整個地球將重新銀裝素裹，全球的每個人都會生活在類似今天南極的冰天雪地之中。
面對這一預言，人們難免會問：為什麼地球上會出現寒冷的冰期呢？對此，科學家提出了許多假說予以解釋。
首先進行推測的是德國地質學家希辛格爾。他在1831年提出，第四紀冰期的出現與第三紀的造山運動有關。後人發展了他的觀點，認為冰期的發生是由於造山運動所造成的海陸分布不同。在造山運動以後，地球上出現了一些高聳的大山，為山嶽冰川的形成創造了條件。山的升高和冰雪堆積的增厚，還使山區附近的氣候發生變化，氣溫下降，並逐漸擴展影響到全球，使整個地球的平均溫度下降，導致冰期出現。反之，當造山運動平靜後，山地受到侵蝕，高度不斷降低，海水有可能浸入大陸上被削平的低洼地區，使其成為淺海。因為海水的熱容量較大，能貯存較多的熱量，所以當海洋面積擴大並積蓄較多熱量之後，氣候開始逐漸轉暖，出現了間冰期。一旦造山作用重新發生，山脈再次升高，冰期便又重新來到。
但是人們很快發現，造山運動劇烈的時期與冰期並不完全吻合。
1896年，瑞典地球物理學家阿列尼烏斯，提出了植物可能是產生冰期的禍首。他認為空氣中二氧化碳增加到現在含量（0.03％）的2～3倍時，地球的年平均溫度就會升高8℃～9℃。據此可以解釋第三紀的溫暖氣候。溫暖的氣候和二氧化碳含量的高濃度，促使植物大量繁殖。但是，植物大量繁殖的結果，又使二氧化碳大量消耗，使其在空氣中所佔的比例下降。當它降低到現在含量的一半時，就會使地球的年平均溫度下降4℃～5℃，足以導致中、高緯度地區廣泛發育冰川，產生冰期。冰期的出現又會減緩植物生長，從而使二氧化碳的含量逐漸恢復正常。於是氣溫又逐漸升高，冰川消退，出現間冰期，植物又開始繁盛起來，為另一次冰期到來準備了條件。
但是，歷史上植物十分茂盛時期之後，並沒有出現冰期，相反在6℃～7億年前的古代，生物運動沒有現在繁盛，卻有震旦紀大冰川的出現。因此上述說法缺乏充分依據。
為了彌補這一說法的不足，有人提出了塵幔說，認為是由於地球上火山的猛烈噴發，大量的火山灰塵給地球撐起了一把塵埃大傘，張起了一道塵幔，於是，陽光就再也照不到地球上了，冰期由此而生。然而，造山運動也是火山極盛時期，但並不是每次造山運動後都有冰期接踵而來。
1920年，南斯拉夫塞爾維亞的天體物理學家米蘭柯維奇提出了天文說，認為地球上所以有周期性的冷暖變化，根本原因在於地表受到的太陽光照不均勻，而造成受熱不均勻，無非是地軸的偏斜，地球的顫動以及地球本身是橢圓的，在圍繞太陽轉動時有近日點和遠日點之差……
目前這一天文假說成為當前最受擁護的冰期成因假說。但這一假說也並非完美無缺，它充其量只能解釋一個大冰期中的冰期與間冰期的交替，而沒能回答整個大冰期產生的原因。
近年來，在探索冰期形成機制的各種理論中，又出現了一個新的假說，認為，地球冰期的發生與太陽帶領它的家族通過銀河旋臂的時間有關。
我們的銀河系是一個漩渦狀星系，它具有4條旋臂。根據星系旋臂形成假說，太陽及其家族在繞銀河系核旋轉時，每隔2億多年就要通過一次旋臂，而在旋臂裡星際物質比較密集。因此有人認為，當太陽通過旋臂時，大量星際塵埃的存在使星際空間的透明度減少。太陽輻射出來的光和熱受到星際塵埃的反射和折射，到達地球表面的能量有明顯的削弱，就使地球的年平均溫度下降，冰期發生。這一理論的重要證據是地球上3次大冰期發生的間隔時期，正好與通過旋臂的時間吻合。
但是，旋臂附近的星際空間是否果真有那麼多星際塵埃，卻是令人懷疑的。而且這一假說是建立在另一假說的基礎上的。
因此，儘管人們長期以來不斷地探討冰期的成因，也有了許多科學假說，但這仍然是懸而未決的地質之謎。
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