太陽的公轉週期只有2310萬年，2億年只是人馬座半個公轉週期圈。而這些跨時空週期中會有許多冰球期和熱球期之交替變化。

地球的自轉使地球上出現了晝夜更替，地球繞太陽的公轉使地球上出現了春夏秋冬。太陽系在銀河系中也是繞著銀河系的中心轉動，大約2.5億年繞銀河系轉一週，地球上的大氣候是不是有一個2..5億年的大週期？地球上曾經發生過幾次物種大滅絕，是不是與太陽轉到某個位置有關？

這種想法經不起推敲。以現在的地球為例，除了太陽還有哪顆恆星能夠影響到地球？距離太陽最近的恆星比鄰星在4光年之外，其視星等只有11左右。視星等為11這是什麼概念呢？視星等越高其亮度就越低，相鄰兩星等亮度相差2.512倍。一般來說，太陽系中的天王星就超出了人的視力能力，天王星最亮的時候視星等能達到5.7附近，是比鄰星亮度的100倍以上，可以體會的出比鄰星對地球上的氣候沒有任何影響。

別說是比鄰星，即使是地球上除太陽之外最亮的恆星天狼星，甚至是比天狼星還亮數萬倍的月球，都不必考慮它們對地球氣候的影響。因為太陽的亮度是滿月時的30萬倍以上。

太陽系在繞銀河系中心轉動的過程中，或許會有其他恆星靠近太陽系，不過相比於宇宙的空曠，其他恆星能夠影響到地球氣候的可能性非常小，即使有也不會存在週期性。因為星球是有壽命的。

在太陽繞銀河系中心轉動的過程中，經過質量越大的恆星附近，就越有可能受到那顆恆星的影響。不過恆星的質量越大，其壽命就越短，像天狼星，其壽命只有幾百萬年，相比於轉一圈需要的2.5億年，這幾百萬年太短暫了。天狼星在太陽系附近和太陽一起繞著銀河系中心轉動，還沒轉完一圈的30分之一，天狼星就結束了恆星時代的生命。太陽繞著銀河系轉一圈，早已物是人非，根本沒有周期性可言。地球上的幾次物種大滅絕更多的是由地球內部原因或小行星撞擊地球造成的。

太陽系繞銀河系一週大約需要2.26億年，而地球上曾經發生的5次生物大滅絕，並沒有按照2.6億年這個週期發生，所以地球受太陽系公轉的影響不是很大。

銀河系的公轉使得銀河系物質分佈、太陽系周圍的恆星等天體的分佈保持較為穩定，太陽系也並不是暴露在銀河系之中，周圍可能有一個範圍達1光年、由大量彗星和星雲組成的奧爾特星雲，形成了太陽系物質和銀河系物質的過去區域，當然也可以遮擋銀河系各處發射來的強烈的射線。但也還不能完全排除銀河系其他區域的干擾，曾經在地球幾百光年的地方發生過一些強烈的伽馬射線爆，導致了地球上最嚴重的生物滅絕事件之一。

地球氣候會受銀河系中恆星爆發等事件的影響，卻不會受太陽系繞銀河系中心運轉的影響。太陽系八大行星的執行確實有相互影響，但是由於相互之間的作用由於距離很遠比較微弱，影響需要很長的時間才能顯現出來；太陽系繞銀河系中央運動也是一樣的。從地球不同地層或者冰層中，可以獲得地球歷史上曾經發生的事件，目前的研究結果認為地球上的5次生物大滅絕多是地球自身的因素導致，比如超級火山爆發、小行星撞擊等。

地球上的幾次生物大滅絕，之間的時間間隔並沒有按照公轉週期2.26億年來，而生物大滅絕都與地球環境的迅速變化有關，也就是說地球環境的大變化和太陽系繞銀河系中心執行影響不大。

這是個有趣的猜想。

圖示：太陽系繞銀心公轉的週期大約為2.3億年，距離銀心的距離為28,000光年。影象by Addison Wesley

不過，首先地球的大氣候有周期嗎？

答案是肯定的。

地球在這數十億年間的的確存在一個大氣候的週期性變化，概括來說就是大冰期——解凍期的週而復始。那麼這個大氣候變化的週期是以兩億年或更精確一些2.3億年左右為週期嗎？

遺憾的是，冰期——解凍期並非以2.3億年為週期，目前也尚未發現任何簡單的數字規律。

地球在歷史上曾不斷陷入冰期和解凍期，氣象學家認為自己已經基本瞭解冰期和解凍期的成因。

地球最顯著的大氣候變化就是在溫暖溼潤——冰河時代之間不斷地迴圈，人類正是在第四紀大冰期中的一個相對溫暖的時期中崛起的，但南北極依然被冰雪覆蓋，這正是冰川時代的象徵。至於大冰期中的溫暖期，則被稱為間冰期。雖然，全球暖化在最近萬年來看是一個事實，但即便如此還沒有人敢說，地球大氣候的趨勢已經走出第四紀大冰期呢！

圖示：南極大陸至今被掩埋在厚厚的冰層之下。如果地球大氣候進入溫暖溼潤期，那麼南北極的冰都將消失殆盡。

地球上處處都有冰川遺留的痕跡，就在數萬年前，現在的國際都市紐約市還深埋在千尺高的冰川之下。

圖示：伍德黑文森林公園內冰川消退後遺留的巨石，這是由冰川運載而來的。

地球所經歷的大冰期和成因

地球氣候在溫暖溼潤-大冰封，甚至冰封全球間振盪的主要原因有：

1、植物的光合作用，大量消耗溫室氣體二氧化碳和甲烷

2、地質變化如火山地震等釋放二氧化碳到大氣層中增加溫室氣體含量

圖示：火山爆發對氣候的影響具有兩面性，巨型火山爆發常常造成短期內全球降溫，但長期來看，火山爆發釋放出的大量二氧化碳有助於全球升溫

3、地球和太陽的複雜關係也是引發地球氣候變化的重要因素。

圖示：地球自轉傾角的週期性變化

地球的自轉角度與地球繞太陽公轉的軌道不是90度，而是存在一個角度差異，這個差值被稱為地球自轉傾角（轉軸傾角），而這個傾角並非固定不變，而是以大約40,000年為週期從極大值24.5°往極小值21.1°週而復始的發生變化，當前地球的自轉傾角為23.5°。地球的自轉傾角是東西半球擁有四季的根源，而傾角的變化，也將影響地球接收太陽能的多少。

此外，在太陽的引力下，地球還會發生軸向進動現象，這是因為太陽的引力試圖將地球的自轉傾角消除造成的效果，該週期大約為26,000年。

圖示：地球的進動。

這種進動導致地球南北極點連線指向不同的星辰。在15000年前，北天極指向織女星，但現在則是北極星呆在北天極。“北極星”在一夜之中近乎保持不動，而其它星星似乎都在圍繞它旋轉，由此形成星軌照片。

圖示：朝著北方的夜空拍攝延時星軌照片，會發現有顆星星近乎保持不動，那顆星就是星軌的核心，也就是俗稱的北極星。星軌是地球自轉的最簡單證明。

最後，地球圍繞太陽的公轉軌道也並非一成不變，而是以每十萬年為週期，從橢圓軌道變化為近圓形軌道。

圖示：這張示意圖演示了地球太陽之間的三重複雜關係

這些長週期變化都將在一定程度上影響地球上的四季分佈以及地球的氣候，可能和大冰期中出現的間冰期（相對溫暖）有關。

4、太陽的熱輻射逐漸增加: 每十億年大約提高10%，最終將烤乾地球。

地球上的生命大概最多還能維持十億年，雖然太陽的壽命還有五十億年。但地球上的生命等不到那一天了，隨著太陽亮度的升高，地球上的海洋最終將沸騰，地球表面將喪失液態水，地球也將從宜居星球變成炎熱的地獄。所以，雖然此前數十億年中，地球反覆經歷冰期和解凍期，但在數億年後，隨著太陽輻射的增強，地球上將再也沒有冰期——解凍期這樣的迴圈，人類必需趕在大海沸騰之前，找到新的出路。

圖示：當前地球位於太陽系的宜居區中，平均地表溫度既不高也不低，允許液態水存在。但隨著太Sunny度的提高，宜居區也就會向外擴充套件，內圈變得炎熱，地表溫度超過水的沸點，而曾經寒冷的外部星球的平均地表溫度將升高到允許液態水存在。

現在，讓我們來看看地球的五次大冰期。

地球的五次大冰期

有確鑿的證據顯示，地球已經經歷了五次大冰期，它們分別是：

新太古代大冰期，24億年開始，21億年前結束，持續時間長達三億年。

這次大冰期是地球經歷過的最嚴重的寒冷時期，整個地球都近乎冰封，這時候的地球，有雪球地球之稱。這次大冰期出現的主要原因是地球生命系統進化出了利用二氧化碳並釋放氧氣的光合作用，藍藻誕生了。

圖示：覆蓋整個水面的藍藻，製造出了一次大悲劇。

光合作用是當今複雜生命賴以生存的最重要地球生命進化事件，可小小的藍藻在當時可引發了一場生態大災難。大量繁殖的藍藻，不僅降低了大氣中著名的溫室氣體二氧化碳的濃度，並且其副產物氧氣進入大氣層後，又將溫室效應比二氧化碳還高23倍的甲烷給氧化了。當這兩種最重要的溫室氣體濃度下降後，地球因此進入了一次迄今最漫長的大冰期之中。

圖示：這是地球第一次進入全球冰封時代，而光合作用也隨之停止。此次冰期又稱休倫大冰期，因為主要證據是在休倫湖的北岸找到的。

讓地球從雪球地球中解脫出來，主要依靠的是地球自身的地質活動，劇烈的火山噴發釋放出巨量的二氧化碳重新進入大氣層，二氧化碳濃度逐漸升高，最終將地球從寒冷中解救出來，當地球終於解凍之後，地球進入了一個持續溫暖溼潤的時期，長達十多億年之久，直到前寒武紀大冰期降臨。而真核生物正是在這溫暖溼潤的十多億年的時間中起源，原始動物海綿也開始出現在海洋中，為後來的寒武紀生物大爆發創造了條件。

前寒武紀大冰期，出現在大約8.5億年，結束於6.3億年前

這次大冰期的誘因同樣是因為過於旺盛的光合作用，導致火山噴發的二氧化碳最終被耗竭，伴隨著溫室氣體濃度的劇烈下降，地球再次被冰封，極地冰蓋蔓延到赤道，整個地球表面幾乎無一倖免。要讓地球走出光合作用導致的冰期，還得等到浮游生物的誕生，它們才能控制失控的藍藻類植物的生長，避免它們耗竭大氣中的二氧化碳。

圖示：這次大冰期同樣非常嚴重，與第一次大冰期相仿，連赤道都沒有剩下，整個地球變成了一個雪球。

早古生代大冰期，開始於4.6億年前，終止於4.3億年前

原因不明，但這次大冰期消退的速度最快，可能是地質上的劇變造成的。

晚古生代大冰期，開始於3.6億年前，終止於2.6億年前

最可能的原因是由於植物登陸大地，動物的進化沒有跟上，然後極度繁榮的植物再次耗竭二氧化碳這樣的溫室氣體，造成全球大降溫，由此進入新一輪大冰期。

第四紀大冰期，開始於258萬年前，持續至今

具體原因不明，可能與上述提及的原因都有一定關係。人類當前處於大冰期中相對溫暖的間冰期內，但人類的演化很可能受到這次大冰期的強烈影響，冰期海平面的劇烈下降，也幫助人類遷徙到了世界各地，一些海峽在大冰期時，可以徒步透過，比如著名的白令海峽，印第安人的先祖們從亞洲透過冰期形成的陸橋進入了美洲。

但地球的短期氣候也的確可能受到遠方天體的影響，如超新星爆發等重大天文事件的影響。

地球氣候也可能受到遙遠天體的影響，比如近距離超新星爆發，將對地球大氣層產生衝擊，進而導致氣候劇變，甚至可能造成地球生物滅絕，據估計巨齒鯊在260萬年前的突然滅絕，就可能是由一顆距離太陽系150光年處的一顆超新星的爆發所引起的。

圖示：超新星爆發後的遺蹟。

澄清一下概念：

不同的生態體系都有著自己的時間內涵，所謂兩億年轉一圈，那是以人類的地球生態體系的時間概念所認知的結論而已，正確的說法應當是：銀河系轉一圈所用的時間，相當於地球上的人類兩億年”。這是常識。