关于地球远古时代的气候，由于时代太久远，因此我们的认识有些模糊不清。
地球形成为行星大约在55亿年前，从那时候开始直到46亿年前，地球上充满了原始大气，并且开始逐渐逃逸；从46亿年前开始，地球进入到地质年代，逐渐产生次生大气；大约在30亿前，地球上出现生命，并开始改造地球大气；到寒武纪，大气才被生物改造成现在这个样子。但是，对于古生代以前的古气候，我们几乎一无所知，到了古生代，古气候状况才逐渐清楚起来。
我们大体上已经知道，在地质时期反复经过了几次大冰期，其中从古生代以来，就有三次大冰期。它们是：震旦纪大冰期，古炭纪-二迭纪大冰期和第四纪大冰期。大冰期之间是比较温暖的间冰期。每两次冰期之间，大约是2-3亿年。
为什么有这样长的周期呢？
一种意见认为，可能与造山运动有关系。地质上的大造山运动，往往使地面起伏程度加大，全球变冷。因为山脉越高，引起大气的热机效率就越高，上升运动增强，云雨增多，反射率增大，地面接收的太阳辐射能量减少，地表变冷。
三次大冰期与地质时代三次强烈的造山运动是相对应的。震旦纪大冰期产生在元古代末地壳运动以后，石炭纪-二迭纪大冰期与海西运动相对应，第四纪大冰期与喜马拉雅运动对应。这不是偶然的，现在喜马拉雅山还在升高，造山运动并未停止，所以第四纪大冰期还远未结束。现在喜马拉雅运动还不到7000万年，第四纪大冰期还只200多万年。所以这次大冰期还会延续下去，至少还要持续1-2万年。
另一种意见认为，地质历史上的大冰期和大间冰期，是由于地球的黄道倾斜的大波动造成的。这种观点认为，黄道倾斜的范围是在0与54之间，黄道倾斜大的时期代表着冰川流行的时期，在三次大冰期期间，黄道倾斜曾有过10-23.5的变化。
那么，造山运动为什么会有2-3亿年的周期呢？地球黄道倾斜为什么也会有2-3亿年的波动呢？澳大利亚人威廉斯认为，这种气候变迁与地球在银河系的位置有关系。因为地球不停地绕太阳公转，整个太阳系也绕着银河系中心公转，这样转一圈太阳系才又回到原来位置的时间约为2.5亿年。
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