一、大冰期與氣候變化
關於地球遠古時代的氣候，隨著時代的久遠，我們的認識有些模糊不清。
地球形成為行星大約在55±5億年前，從那時候開始直到46億年前，地球上充滿原始大氣，並且逐漸逃逸。從46億年前開始，地球進入到地質年代，逐漸產生次生大氣，大約在30億前，地球上出現生命，開始改造地球大氣，到寒武紀，大氣才被生物改造成現在這個樣子。但是，在古生代以前的古氣候，幾乎是一無所知，到了古生代，古氣候狀況才逐漸清楚起來。
我們大體上知道，在地質時期反複經過幾次大冰期，其中從古生代以來，就有三次大冰期。它們是：震旦紀大冰期，古炭－二疊紀大冰期，第四紀大冰期。大冰期之間是比較溫暖的間冰期。
每兩次冰期之間，大約是2～3億年。為什麼有這樣長的周期呢？一種意見認為，可能與造山運動有關係。地質上的大造山運動，往往使地麵起伏程度加大，全球變冷。因為山脈越高，引起大氣的熱機效率就越高，上升運動增強，雲雨增多，反射率增大，地麵接收的太陽輻射能量減少，地表變冷。
三次大冰期與地質時代三次強烈的造山運動相對應。震旦紀大冰期產生在元古代末地殼運動以後，石炭紀－二疊紀大冰期與海西運動相對應，屬四紀大冰期與喜馬拉雅運動對應。這不是偶然的。現在喜馬拉雅山還在升高，造山運動並未停止，所以第四紀大冰期還遠未結束。現在喜馬拉雅運動還不到7000萬年，第四紀大冰期還隻200多萬年。所以這次大冰期還會延續下去，至少還要持續1～2萬年。
另一種意見認為，地質曆史上的大冰期和大間冰期，是由於地球的黃道傾斜的大波動造成的。這種觀點認為，黃道傾斜的範圍是在0°～54°之間，黃道傾斜大的時期代表著冰川流行的時期，在三次大冰期期間，黃道傾斜曾有過10°～23.5°的變化。
那麼，造山運動為什麼也有2億～3億年的周期呢？地球黃道傾斜為什麼也有2～3億年的波動呢？澳大利亞人威廉斯認為，這種氣候變遷與地球在銀河係的位置有關係。因為地球不停地繞太陽公轉，整個太陽係也繞著銀河係中心公轉。這樣轉一圈的時間約2.5億年，太陽係又回到原來的位置。
二、第四紀冰期的氣候變化
我們說現代正處在第四紀大冰期中，其實，第四紀大冰期中的氣候也有很大的變化，曾經出現幾次亞冰期和亞間冰期。變化的時間短則幾千年，長則幾萬年或十幾萬年。
在20世紀初，地質學家根據阿爾卑斯山區的資料，確定那裏存在四次亞冰期的規律。這就是：群智亞冰期、民德亞冰期、裏斯亞冰期和武木亞冰期。在這些亞冰期之間是亞間冰期。以後在北歐、北美、亞洲等地也紛紛找到了對應的亞冰期。在我國對應的亞冰期是：鄱陽亞冰期、大姑亞冰期、廬山亞冰期和大理亞冰期。
在第四紀的冰期中，仍然有寒冷和溫暖更替。在寒冷時期，雪線高度下降，冰川前進，出現亞冰期，以民德（我國為大姑）亞冰期和裏斯（廬山）亞冰期的冰川規模最大，群智亞冰期規模最小。在溫暖時期，氣溫升高，雪線高度上升，冰川退縮，出現亞間冰期。民德—裏斯（大姑—廬山）亞間冰期長達17～18萬年。在第四紀大冰期，高緯度氣溫的急劇下降，導致兩極地區形成永久冰蓋；在亞冰期，冰川一直伸展到中緯度，在亞間冰期才退縮到高緯度。
根據科學研究發現，從亞間冰期向亞冰期過渡時，氣候常呈漸變形式，其中沒有清楚的界線。從亞冰期向亞間冰期過渡時，氣候常呈突變形式，兩者之間有明確的分界線，科學家們稱為終止線。在距今1.1萬年前後出現了一條終止線，標誌著最近一次亞冰期結束了，隨之而來的是一次新的亞間冰期，氣候由冷增暖。
在第四紀大冰期中，為什麼會有亞冰期和亞間冰期的更替呢？按照前南斯拉夫氣候學家來蘭柯維奇在20世紀30年代提出的理論，是由於地球軌道三要素的自然小波動造成的。地球軌道三要素是指：地球軌道的偏心率、地軸的傾斜度和春分點的位置。