氷河は現在の地表では，おもに南極とグリーンランドに大陸氷河 (氷床)，アルプスやヒマラヤなどに山岳氷河の形で分布し，陸地面積の約 10 ％をおおっている。地質時代の過去にも氷成堆積物 (氷礫土など) や氷河地形および周氷河地形が認められる。そのような氷河現象の証拠を広くもつ地質時代が氷河時代である。明らかな氷河時代は，更新世と，石炭紀末から二畳紀初期にかけての時代である。前者は両半球にわたった氷河遺物，氷河遺跡を残し，後者はゴンドワナ大陸 (インド，オーストラリア，南極，南アメリカ，アフリカ) に氷成堆積物を残している。このほかに，北アメリカの前期原生代，アフリカ，ヨーロッパ東部，アジア，オーストラリア，北アメリカの後期原生代に氷成堆積物と認められるものがある。しかし，氷河時代といえば一般に 200 万年前から 1 万年前の更新世をさす。

［更新世の氷河］

　更新世の氷河量は，現在のそれが面積 1.45 × 10⁶km2，体積 24 × 10⁶km³であるのに，それぞれ 4.4 × 10⁶km2， 71.3 × 10⁶km³と約 3 倍の量が見積もられる。

　氷河作用は，万年雪の年間の蓄積 (涵養) 量と消耗量がつりあう雪線以上で形成される氷河氷によってひき起こされる。また，氷河周辺地域では，地下の水分，あるいは雪による周氷河作用がみられる。周氷河作用により土壌のあるところでは凍土層がみられ，その上部はくり返される融解・凍結によるじょう乱を受け，地表では岩漢の流動による構造土ができる。そして山の斜面ではソリフラクションsolifluctionといわれる岩漢の重力による流動が生じ，面状に浸食される現象もともなう。日本では氷食地形は，更新世の氷河遺跡である日本アルプスや日高山脈に残されているし，周氷河作用は日本アルプス，高緯度の東北地方北部以北にあったと考えられる。

　更新世の氷河作用の研究では，多氷河作用が認められたヨーロッパ・アルプスで氷河時代の編年の先鞭がつけられた。それはドナウ川沿いの河川名をとり，ビーバー，ドナウ，ギュンツ，ミンデル，リス，ウルム氷期と古い方から順に，その頭文字がアルファベット順に工夫されている氷期名である。それぞれの氷期glacial stageの間に間氷期interglacial stageがおかれたが，氷期の融氷水礫層が間氷期には風化されることにより，風化の程度から間氷期の時間の相対的な長さが考えられた。スカンジナビア氷床があった北ヨーロッパでも同じように河川名を採用し，古い方からエルスター，ザーレ，ワイクセル氷期とし，その間に海成層で特徴づけられる間氷期を，海成層の分布域のホルスタイン，エームの名で区分した。ローレンタイド氷床が分布していた五大湖からその南西部にかけての北アメリカの研究では，氷期名に合衆国の州名を採用し，古い方からネブラスカ，カンザス，イリノイ，ウィスコンシン氷期とした。また氷成堆積物の間に間氷期の古土壌が発達している地域名を採用し，アフトン，ヤーマス，サンガモン間氷期を区分している ( 表 )。

　これらの氷期年代は，氷河作用が汎世界的である，ということで対比されているが，新事実の発見で，いまなお再検討がのぞまれるものもある。氷期はだいたい 10⁴～ 10⁵年，亜氷期は 10³～ 10⁴年のオーダーの時間の長さで反復される。氷河作用の汎世界性は，氷河が拡大する氷期に海面が低下し，逆に氷河が縮小する間氷期に海面が上昇する，いわゆる氷河性海水面変化 (海水面変化) にあらわれている。また，氷河のなかった地域，たとえば北アフリカ，北アメリカ西部などでは，そこにある湖沼の湖面の拡大の証拠から多雨期といわれる湿潤期の周期性が，氷期の周期性に対応して知られている。おそらく氷期には，それらの地域ではかなりの降水量があったと推定されるが，氷期と多雨期，間氷期と乾燥 (間雨) 期の対応は必ずしも一致しない。

［生物相］

　植生の変化は，氷河時代の古環境解析によい。氷河時代の寒冷化とともに第三紀の温暖型の植生の消滅が中緯度地域ではよく知られ，日本でもメタセコイア植物群の消滅がそれである。氷河時代の氷期，間氷期の交代にともない，寒帯系要素と暖帯系要素が交互に支配的な植生となり，この変化については，大型植物遺体のみならず広く堆積物中に含まれる花粉，胞子類が有効な情報をあたえる。また，新生代が哺乳類の時代である，という事実と観点から，哺乳類の氷河時代における変遷もよく研究されている。日本でも専門家の努力で北方系と南方系の動物群要素に分類され，氷河時代の年代区分と関係づけられている。それによれば，更新世前期には北方系の中国泥河湾系のエレファスゾウ，シカ類のシフゾウなどと南方系のインド・マレー系のエレファントイデスゾウなどが日本で混合型をつくり，中期には北方系の中国万県系のステゴドン (トウヨウゾウ) ‐ジャイアントパンダ動物群と南方系の北京原人と同時期の周口店系のナウマンゾウ，楊氏トラが，そして後期には中国北部の黄土動物群のオオツノシカ，クーラン (ヘミオンウマ) の北上，北からのマンモス，ヘラジカなどマンモス動物群の南下が知られている。海成層からは浮遊性有孔虫による寒暖の古環境が解析され，軟体動物も海進・海退の指標になる。これらの化石は，氷期と間氷期の区分と対比に用いられる。

　氷河時代の大型哺乳類は人類の狩猟対象でもあり，その分布や移住はとりもなおさず人類の分布や移住にかかわっている。日本に周口店動物群が発見されている事実は，北京原人の生息圏を考えれば日本への移住が推定されるし，野尻湖底の遺物とその年代は，旧人から新人への移行という人類史の興味ある問題を提供している。氷河時代は人類の進化に直接にかかわっているわけである。

［原因］

　氷期には極地が寒冷になり，寒帯前線の低緯度への移動によって熱帯，亜熱帯がせばめられ，大気の大循環が弱まるが，その原因として一方に地球自体にかかわりをもつ仮説がある。 (1) 新生代の地殻変動に原因があり，それによって隆起した陸地の部分は気温が低下するし，そのような山脈の出現が大気の大循環を変えたという説， (2) 第四紀火山活動における火山塵の増加による遮へい効果が原因という説， (3) 海洋水の循環が影響するという説として，南極大陸の氷床が大量に海へすべりこんだという考え，またメキシコ湾流による北極海の暖化によって湿度と氷雪の増加が起こり，そのために北大西洋をはさむヨーロッパとカナダに氷床ができたという考えもあるが，どれも十分に実証しにくいものである。他方の氷期成因説は天文学的なもので， (1) 太陽活動の変動による，(2) 高濃度の宇宙塵空間を地球が通過したため遮へい効果が増加した，というやはり検証しにくい仮説である。

　現在のところ可能性の高い説は，夏半年の日射量の減少が原因になる，という W.ケッペンの意見をいれてミランコビッチM.Milankovitchが提出した仮説である。それによれば，次の三つの要因の組合せで日射量の変化が生じる。 (1) 歳差運動で分点は地球の公転方向と逆回りに移動している。近日点と分点が一致すれば夏・冬両半年は同じ長さであるが，分点の位置で両半球の季節の長さが違い，したがって日射量が両半球で違ってくる。この分点の移動周期は 2.2 万年である。 (2) 離心率の変化による。離心率をe，軌道の長軸半径を 1 とすれば，近日点，遠日点での太陽・地球間距離は 1 －e， 1 ＋eである。太陽の日射量は距離の 2 乗に逆比例し， eが 6 ～ 7 ％と極大のときには，近日点の日射量は遠日点のそれより 30 ％も大きくなる。この離心率の変化の周期は 10⁵年である。 (1) の分点の位置と (2) の離心率との変化の組合せによって，夏・冬両半年の季節の長さの差は 70 日以上にもなることが確かめられている。 (3) 日射量はこのほかに地軸の傾き (その変化の周期は 4 万年) が影響する。傾斜は現在 23.5 度であるが，24.5 ～ 21.5 度の範囲で変化する。傾斜が小さいと高緯度の夏半年は日射量が少なく冷涼になる。

　ミランコビッチはこれら歳差，離心率，および地軸の傾斜の周期の組合せによる夏・冬の日射量変化を曲線にして，緯度 10ツごとに 100 万年前まで南北両半球について求め，氷期，間氷期の出現を説明した。なお，地質学的には，南極の氷床の年代が古第三紀の約 4000 万年前にさかのぼることがわかっている。また新第三紀中新世にはじめてアラスカに氷河が発生している。このことは南極氷床が拡大し，それが北半球に気候悪化をもたらしたことを物語っている。深海底コアの有孔虫殻の酸素同位体比にもとづいたδ¹⁸O 曲線はミランコビッチの日射量変化曲線と符合することから，氷河時代の原因はいっそう確実な解釈がえられそうである。

新堀 友行