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里曾出现过热带气候。

通过上述方法对地层沉积物的广泛分析，证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化，反复有过几次大冰期，其中最近的三次大冰期（即震旦纪大冰期、石炭—二迭纪大冰期和第四纪大冰期）为科学家所公认，在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的，在整个地球气候史中，大部分时期（占90％以上年代）为温暖气候，比现在温和。

震旦纪大冰期，发生在距今约六亿年以前。亚、欧、非、北美和澳大利亚的大部分地区，都发现了冰碛层，说明这些地方曾发生过具有世界规模的大冰川气候。我国东部和中部广大地区，也有震旦纪冰碛层，说明这里也曾经历过寒冷的大冰期。

寒武纪—石炭纪大间冰期，距今约3～6亿年，当时整个世界气候都比较温暖。特别是石炭纪是古气候中典型的温和湿润气候，森林面积极广，最后形成丰富的煤矿，树木也缺少年轮，说明气候具有海洋性特征。在我国石炭纪时期全处在热带气候条件下，但到石炭纪后期，从北到南出现湿润带、干燥带和热带三个气候带。

石炭—二迭纪大冰期，距今2～3亿年，主要是在南半球，北半球除印度外，目前尚未找到可靠的冰川遗迹，当时我国气候仍有温暖湿润气候带、干燥气候带和炎热潮湿气候带三个气候带。

三迭—第三纪大间冰期，距今约200万年～2亿年。整个中生代气候温暖，到新生代的第三纪世界气候更趋暖化，格陵兰也有温带树种。三迭纪时期，我国西部和西北部普遍为干燥气候；到侏罗纪，我国地层普遍分布着煤、粘土和耐火粘土等，说明当时是在湿润气候控制之下。侏罗纪后期到白垩纪是干燥气候发展的时期，当时我国曾出现一条明显的干燥带，西起天山、甘肃，南伸至大渡河下游到江西南部，都有干燥气候条件下的石膏发育。到了第三纪，我国的沉积物大多带有红色，说明当时气候比较炎热。第三纪末期，世界气温普遍下降，整个北半球喜热植物逐渐南退。

第四纪大冰期，约始于200万年前。大冰期中仍然是冷暖干湿交替出现的，当寒冷时期，即亚冰期，气温比现代气温平均约低8～12℃，高纬度地区为冰川覆盖，如最大的一次亚冰期（里斯冰期），世界大陆有十分之二、三的面积为冰川所覆盖。当时北半球有三个主要大陆冰川中心，即斯堪的纳维亚冰川中心，其冰流曾南伸到北纬51°左右；格陵兰冰川中心，其冰流也曾南伸到北纬38°左右；西伯利亚冰川中心，冰层分布于北纬60°～70°之间，有时可达北纬50°附近的贝加尔湖。冰川扩张，气候带南迁，生物群落也随之南移，如里斯冰期时，北方动物南迁，在克里木的旧石器时代（距今25万年以前）地层中曾发现过北极狐和北极鹿化石。

两个亚冰期之间的亚间冰期，气候比现代温暖，北极气候比现代约高出10℃以上，低纬度气温也比现代高℃左右。原覆盖在中纬度的冰盖消失了，退缩到极地区域，甚至极地的冰盖也消失了。冰盖退缩或消失，气候带北移，生物群落也随之北移，如北冰洋沿岸也有虎、麝香牛等喜热动物群活动，喜暖植物可一直分布到北极圈。

当高纬地区处于冰期时，冰川覆盖扩大，极地高压增强，迫使极锋带南移到中纬度。在中纬度极锋带上气旋活动频繁，雨量丰富，内陆湖水上涨，如我国罗布泊在冰期时，湖水水域比现代大4～5倍。反之，当高纬度地区处于间冰期时，大陆冰盖及极地高压向极区收缩，气候带北移，中纬度地区有些地方出现干燥气候，大约在一万年以前大理亚冰期（相当于欧洲武木亚冰期）消退，北半球各大陆的气候带分布和气候条件，基本上形成为现代气候的特点了。

在最近的一百万年中以寒冷气候为主导，即第四纪大冰期时期。北极地区的冰盖向中纬度地区大幅度扩张，最强盛的时候到达过北纬57度，某些地方冰盖的厚度达2千米。大冰期中间隔着温暖的间冰期，冷暖的气候变迁引起冰川的消长进退，对欧洲阿尔卑斯山的冰川地貌研究表明，第四纪冰期分为四个冰期，为三个相对温暖的间冰期所分隔。冰期与间冰期相比较，中纬度地区的山地雪线升降幅度可超过1200米。

在我国北方第四纪沉积层所出土的化石中，代表寒冷气候和温暖气候的生物，前者如披毛犀、猛犸象、虎耳草和阴地蕨等，后者如梅氏犀、水牛、榆属、柳属等，证明了第四纪时期我国的气候变迁；再如广泛分布于西北和华北的黄土沉积和其下的红土层，显示出温暖气候向寒冷干燥气候的变迁