U povijesti Zemlje bila su duga razdoblja kada je cijeli planet bio topao - od ekvatora do polova. Ali bilo je i vremena tako hladnih da su ledenjaci stigli do onih regija koja su trenutno klasificirana kao umjerena područja. Najvjerojatnije je promjena tih razdoblja bila ciklička. U toplim vremenima moglo je biti relativno malo leda, a nalazio se samo u polarnim krajevima ili na planinskim vrhovima. Važna značajka ledenih doba je da oni mijenjaju prirodu zemljine površine: svako glacijacija utječe na izgled zemlje. Ove promjene same po sebi mogu biti malene i beznačajne, ali trajne su.
Povijest ledenog doba
Ne znamo točno koliko je bilo ledenih doba tijekom povijesti Zemlje. Znamo za najmanje pet, možda sedam ledenih doba, počevši od pretkambrija, posebno: prije 700 milijuna godina, prije 450 milijuna godina (ordovicijsko razdoblje), prije 300 milijuna godina - permijsko-karboniferno ledenje, jedno od najvećih ledenih doba. utječući na južne kontinente. Južni kontinenti odnose se na takozvanu Gondwanu, drevni superkontinent koji je obuhvaćao Antarktiku, Australiju, Južnu Ameriku, Indiju i Afriku.
Najnovija glacijacija odnosi se na razdoblje u kojem živimo. Kvartarno razdoblje kenozojske ere počelo je prije oko 2,5 milijuna godina kada su ledenjaci na sjevernoj hemisferi stigli do mora. Ali prvi znakovi ovog glacijacija datiraju prije 50 milijuna godina na Antarktiku.
Struktura svakog ledenog doba je periodična: postoje relativno kratka topla razdoblja i postoje duža razdoblja zaleđivanja. Naravno, hladne čarolije nisu posljedica samo ledenjaka. Glacijacija je najvidljivija posljedica hladnih razdoblja. Međutim, postoje prilično dugi intervali koji su vrlo hladni unatoč odsutnosti ledenjaka. Danas su primjeri takvih područja Aljaska ili Sibir, gdje je zimi vrlo hladno, ali nema ledenjaka, jer nema dovoljno oborina koje mogu osigurati dovoljno vode za ledenjake.
Otkriće ledenih doba
Promotivni video:
Znali smo da na Zemlji postoje ledena doba od sredine 19. stoljeća. Među brojnim imenima povezanim s otkrićem ovog fenomena, obično se prvo imenuje Louis Agassiz, švicarski geolog koji je živio sredinom 19. stoljeća. Proučavao je ledenjake Alpa i shvatio da su nekada bili mnogo opsežniji nego danas. Nije samo to primijetio. Konkretno, Jean de Charpentier, još jedan Švicarac, također je primijetio tu činjenicu.
Nije iznenađujuće da su ta otkrića napravljena uglavnom u Švicarskoj, budući da ledenjaci i dalje postoje u Alpama, iako se talože prilično brzo. Lako je vidjeti da su nekada ledenjaci bili mnogo veći - pogledajte švicarski krajolik, korita (ledeničke doline) i tako dalje. No, upravo je Agassiz ovu teoriju prvi put iznio 1840. godine, objavivši je u knjizi Étude sur les glaciers, a kasnije, 1844., tu je ideju razvio u knjizi Système glaciare. Unatoč početnoj skepticizmu, s vremenom su ljudi počeli shvaćati da je to doista istina.
Pojavom geoloških preslikavanja, posebno u sjevernoj Europi, postalo je jasno da su ledenjaci nekada bili ogromni. U to se vrijeme vodila opsežna rasprava o tome kako se te informacije odnose na Potop, jer je postojao sukob između geoloških dokaza i biblijskih učenja. Ledene naslage u početku su se nazivale deluvijalnim, jer su se smatrale dokazima poplave. Tek kasnije postalo je poznato da takvo objašnjenje ne odgovara: ta su ležišta bila dokaz hladne klime i opsežnog ledenjaka. Početkom dvadesetog stoljeća postalo je jasno da postoji mnogo ledenjaka, a ne jedan, i od tog trenutka ovo se područje znanosti počelo razvijati.
Istraživanje ledenog doba
Poznati su geološki dokazi ledenog doba. Glavni dokaz o ledenjacima potječu od karakterističnih naslaga koje formiraju glečeri. Sačuvani su u geološkom dijelu u obliku debelih poredanih slojeva posebnih naslaga (sedimenata) - dijamiktona. To su jednostavno ledenjačke akumulacije, ali one uključuju ne samo ledenjačke naslage, već i nanose taline koja nastaju njenim potocima, ledenjačkim jezerima ili ledenjacima koji se kreću u more.
Postoji nekoliko oblika ledenjačkih jezera. Glavna im je razlika što su vodeno tijelo ograđeno ledom. Na primjer, ako imamo ledenjak koji se izdiže u riječnu dolinu, onda on blokira dolinu poput pluta u boci. Naravno, kad led blokira dolinu, rijeka će i dalje teći i vodostaj će porasti sve dok ne prelije rubove. Tako se izravnim kontaktom s ledom stvara glacijalno jezero. Postoje određeni sedimenti sadržani u takvim jezerima koje možemo prepoznati.
Zbog načina na koji se ledenjaci tope, ovisno o sezonskim promjenama temperature, led se topi svake godine. To dovodi do godišnjeg porasta manjih sedimenata koji padaju ispod leda u jezero. Ako tada pogledamo u jezero, tamo vidimo slojevitosti (ritmički slojeviti sedimenti), poznate i po švedskom imenu varve, što znači godišnje nakupljanje. Tako zapravo možemo vidjeti godišnja plastenja u ledenjačkim jezerima. Možemo čak prebrojati ove barbe i saznati koliko dugo je to jezero postojalo. Općenito, uz pomoć ovog materijala možemo dobiti puno informacija.
Na Antarktiku možemo vidjeti ogromne ledene police koje se spuštaju s kopna u more. I prirodno, led pliva, pa ostaje na vodi. Dok pluta, sa sobom nosi šljunak i sitnije naslage. Zbog toplinskog učinka vode, led se topi i odbacuje ovaj materijal. To dovodi do stvaranja procesa takozvanog raftinga stijena koji odlaze u ocean. Kada vidimo naslage fosila iz tog razdoblja, možemo saznati gdje se nalazio ledenjak, koliko se protezao i tako dalje.
Uzroci ledenjaka
Istraživači vjeruju da se ledeno doba događa zato što Zemljina klima ovisi o neravnomjernom zagrijavanju njegove površine od strane Sunca. Na primjer, ekvatorijalne regije, u kojima je Sunce gotovo okomito iznad, najtoplije su zone, a polarne regije, gdje je pod velikim kutom prema površini, su najhladnije. To znači da razlika u zagrijavanju različitih dijelova Zemljine površine pokreće okeano-atmosferski stroj koji neprestano pokušava prenijeti toplinu iz ekvatorijalnih područja na polove.
Da je Zemlja obična kugla, taj bi prijenos bio vrlo učinkovit, a kontrast između ekvatora i polova je vrlo mali. Tako je bilo i u prošlosti. Ali budući da sada postoje kontinenti, oni ometaju ovu cirkulaciju, a struktura njenih tokova postaje vrlo složena. Jednostavne se struje suzdržavaju i mijenjaju - velikim dijelom zbog planina, što dovodi do obrazaca cirkulacije kakve danas vidimo koji upravljaju trgovinskim vjetrovima i oceanskim strujama. Na primjer, jedna od teorija o tome zašto je ledeno doba započelo prije 2,5 milijuna godina povezuje ovaj fenomen s usponom himalajskih planina. Himalaje i dalje vrlo brzo rastu, a ispada da postojanje ovih planina na vrlo toplom dijelu Zemlje kontrolira stvari poput monsunskog sustava. Početak kvartarnog ledenog doba povezan je i sa zatvaranjem Panamskog pregrade,koja povezuje sjever i jug Amerike, što je spriječilo prijenos topline s ekvatorijalnog Tihog okeana na Atlantik.
Ako bi položaj kontinenata jedan prema drugom i u odnosu na ekvator omogućio da cirkulacija učinkovito funkcionira, tada bi na polovima postojala toplina, a relativno topli uvjeti trebali bi se zadržati na cijeloj zemaljskoj površini. Količina topline primljene od Zemlje bila bi konstantna i samo neznatno raznolika. No, budući da naši kontinenti stvaraju ozbiljne prepreke za cirkulaciju između sjevera i juga, imamo izražene klimatske zone. To znači da su stubovi relativno hladni, a ekvatorijalne regije tople. Kad se sve odvija kao sada, Zemlja se može promijeniti zbog varijacija u količini sunčeve topline koju prima.
Te su varijacije gotovo potpuno stalne. Razlog za to je taj što se s vremenom zemljinska os mijenja, kao i zemaljska orbita. S obzirom na tako složeno klimatsko zoniranje, promjene u orbiti mogu pridonijeti dugoročnim promjenama klime, što rezultira klimatskim fluktuacijama. Zbog toga nemamo kontinuirano zaleđivanje, već razdoblja zaleđivanja, prekinuta toplim razdobljima. To se događa pod utjecajem promjena u orbiti. Posljednje promjene u orbiti vide se kao tri odvojena događaja: jedan je dug 20 000 godina, drugi je dug 40 000 godina i treći je star 100 000 godina.
To je dovelo do odstupanja u obrascu cikličkih klimatskih promjena tijekom ledenog doba. Zaleđivanje je najvjerojatnije nastalo tijekom ovog cikličkog razdoblja od 100 000 godina. Posljednja međuglacijalna epoha, koja je bila topla poput trenutne, trajala je oko 125 tisuća godina, a onda je došlo dugo ledeno doba, koje je trajalo oko 100 tisuća godina. Sada živimo u drugom međuglacijalnom dobu. To razdoblje neće trajati zauvijek, tako da nas očekuje sljedeće ledeno doba u budućnosti.
Zašto se ledena doba bliži kraju
Orbitalne promjene mijenjaju klimu, a ispada da ledeno doba karakteriziraju izmjene hladnih razdoblja, koja mogu trajati i do 100 tisuća godina, i toplih razdoblja. Nazivamo ih glacijalna (glacijalna) i interglacijalna (međuglacijalna) razdoblja. Međuglavna era obično se odlikuje približno istim uvjetima kakve danas promatramo: visoka razina mora, ograničena područja zaleđivanja i tako dalje. Naravno, i sada postoje ledenjaci na Antarktiku, Grenlandu i drugim sličnim mjestima. Ali općenito su klimatski uvjeti relativno topli. To je bit međuprostornog otoka: visoka razina mora, topli temperaturni uvjeti i općenito prilično ujednačena klima.
Ali tijekom ledenog doba, prosječna godišnja temperatura se značajno mijenja, vegetativne zone prisiljene su se kretati prema sjeveru ili jugu, ovisno o hemisferi. Regije poput Moskve ili Cambridgea postaju nenaseljeni, barem zimi. Iako ih se može nastanjivati ljeti zbog jakog kontrasta između godišnjih doba. Ali što se zapravo događa: Hladne zone znatno se šire, prosječna godišnja temperatura opada, a sveukupni klimatski uvjeti postaju vrlo hladni. Iako su najveći ledenjački događaji vremenski relativno ograničeni (možda oko 10 000 godina), cijelo dugo hladno razdoblje može trajati 100 000 godina ili više. Ovako izgleda glacijalno-međuglacijalna cikličnost.
Zbog duljine svakog razdoblja teško je reći kada ćemo izaći iz trenutne ere. To je zbog tektonike ploča, položaja kontinenata na Zemljinoj površini. Trenutno su Sjeverni i Južni pol izolirani: Antarktika je na Južnom, a Arktički ocean je na sjevernom. Zbog toga postoji problem s cirkulacijom topline. Dok se lokacija kontinenata ne promijeni, nastavit će se ovo ledeno doba. Na temelju dugoročnih tektonskih promjena, može se pretpostaviti da će proći još 50 milijuna godina u budućnosti dok se ne dogode značajne promjene koje će omogućiti Zemlji da izađe iz ledenog doba.
Geološke posljedice
To oslobađa ogromna područja kontinentalnog polica koja su sada poplavljena. To bi, na primjer, značilo da će jednog dana biti moguće pješačiti od Britanije do Francuske, od Nove Gvineje do jugoistočne Azije. Jedno od najkritičnijih mjesta je Beringov tjesnac, koji povezuje Aljasku sa Istočnim Sibirom. Prilično je plitko, oko 40 metara, pa ako se razina mora spusti na sto metara, tada će ovo područje postati kopno. Ovo je također važno jer će biljke i životinje moći migrirati kroz ta mjesta i stići u regije do kojih danas ne mogu doći. Dakle, kolonizacija Sjeverne Amerike ovisi o takozvanoj Beringiji.
Životinje i ledeno doba
Važno je zapamtiti da smo i mi sami „proizvodi“ledenog doba: razvijali smo se tijekom njega kako bismo ga preživjeli. Međutim, to nije stvar pojedinaca - to je pitanje cijele populacije. Danas je problem što nas ima previše i naše su aktivnosti značajno promijenile prirodne uvjete. U prirodnim uvjetima mnoge životinje i biljke koje danas vidimo imaju dugu povijest i savršeno preživljavaju ledeno doba, iako ima i onih koje se malo razvijaju. Oni migriraju, prilagođavaju se. Postoje područja u kojima su životinje i biljke preživjeli ledeno doba. Ove takozvane refugije bile su smještene dalje sjeverno ili južno od njihove trenutne rasprostranjenosti.
No, kao rezultat ljudske aktivnosti, neke su vrste uginule ili izumrle. To se dogodilo na svim kontinentima, s mogućom iznimkom Afrike. Ogroman broj velikih kralježnjaka, naime sisavaca, kao i marsupials u Australiji, ljudi su istrijebili. To je bilo uzrokovano ili izravno našim aktivnostima, poput lova, ili neizravno - uništenjem njihovog staništa. Životinje koje danas žive na sjevernim širinama živjele su na Sredozemlju u prošlosti. Toliko smo uništili ovaj kraj da će biti vrlo teško ove životinje i biljke ponovno kolonizirati.
Posljedice globalnog zagrijavanja
U normalnim geološkim uvjetima, uskoro bismo se vratili u ledeno doba. Ali zbog globalnog zatopljenja, koje je posljedica ljudske aktivnosti, to odgađamo. Nećemo ga uspjeti u potpunosti spriječiti, jer razlozi koji su ga uzrokovali u prošlosti i danas postoje. Ljudska aktivnost, element koji je nepredviđen prirodom, utječe na zagrijavanje atmosfere, što je možda već prouzrokovalo odgodu sljedećeg ledenjaka.
Danas su klimatske promjene vrlo hitno i uzbudljivo pitanje. Ako se ledeni list Grenlanda otopi, razina mora porast će za šest metara. U prošlosti, tijekom prethodne međuglacijalne ere, prije otprilike 125 tisuća godina, ledena ploča Grenlanda obilno se istopila, a razina mora postala je 4-6 metara viša nego danas. Ovo, naravno, nije kraj svijeta, ali nije ni privremena komplikacija. Na kraju, Zemlja se oporavila od katastrofa prije, ona će moći preživjeti ovu.
Dugoročni izgledi za planet nisu loši, ali za ljude je to drugačija stvar. Što više istraživanja radimo, bolje razumijemo kako se Zemlja mijenja i kuda vodi, to bolje razumijevamo planet na kojem živimo. To je važno jer ljudi napokon počinju razmišljati o promjeni razine mora, globalnom zagrijavanju i utjecaju svih tih stvari na poljoprivredu i ljude. Velik dio toga vezan je uz proučavanje ledenih doba. Kroz ovo istraživanje učimo mehanizme glečera i to znanje možemo proaktivno koristiti kako bismo pokušali ublažiti neke od ovih promjena koje i sami uzrokujemo. Ovo je jedan od glavnih rezultata i jedan od ciljeva istraživanja ledenog doba.
Naravno, glavna posljedica ledenog doba su ogromne ledene plohe. Odakle dolazi voda? Naravno, iz oceana. A što se događa tijekom ledenih doba? Glečeri nastaju kao rezultat oborina na kopnu. Zbog činjenice da se voda ne vraća u ocean, razina mora opada. Tijekom najtežih ledenjaka, razina mora može pasti i za više stotina metara.