V zgodovini Zemlje so bila dolga obdobja, ko je bil ves planet topel - od ekvatorja do polov. A bili so tudi časi tako hladni, da so ledeniki dosegli tista območja, ki jih trenutno uvrščamo med zmerna območja. Najverjetneje je bila sprememba teh obdobij ciklična. V toplih časih je bilo ledu lahko razmeroma malo, našel pa ga je le v polarnih predelih ali na gorskih vrhovih. Pomembna značilnost ledene dobe je, da spreminjajo naravo zemeljskega površja: vsako poledenitev vpliva na videz zemlje. Te spremembe so same po sebi lahko majhne in nepomembne, vendar so trajne.
Zgodovina ledene dobe
Ne vemo natančno, koliko ledenih obdobij je bilo v zgodovini Zemlje. Vemo za vsaj pet, morda sedem ledenih obdobij, začenši s predkambrijo, zlasti: pred 700 milijoni let, pred 450 milijoni let (ordovicijsko obdobje), pred 300 milijoni let - permijsko-karboniferno ledeništvo, eno največjih ledenih obdobij. ki vplivajo na južne celine. Južne celine se nanašajo na tako imenovano Gondvano - starodavno superkontinent, ki je vključeval Antarktiko, Avstralijo, Južno Ameriko, Indijo in Afriko.
Najnovejše poledenitve se nanašajo na obdobje, v katerem živimo. Kvartarno obdobje kenozojske dobe se je začelo pred približno 2,5 milijona let, ko so ledeniki na severni polobli dosegli morje. Toda prvi znaki tega poledenitve segajo že pred 50 milijoni let na Antarktiko.
Struktura vsake ledene dobe je periodična: obstajajo sorazmerno kratki topli dobi in obstajajo daljša obdobja zaledenitve. Seveda hladni uroki niso posledica ledeništva. Ledenje je najbolj vidna posledica hladnih obdobij. Vendar obstajajo precej dolgi intervali, ki so kljub odsotnosti ledenikov zelo hladni. Danes sta primera takih regij Aljaska ali Sibirija, kjer je pozimi zelo hladno, ledenikov pa ni, saj je premalo padavin, da bi zagotovili dovolj vode za nastanek ledenikov.
Odkritje ledene dobe
Promocijski video:
Znani smo, da na Zemlji obstajajo ledene dobe od sredine 19. stoletja. Med številnimi imeni, povezanimi z odkritjem tega pojava, je ponavadi na prvem mestu Louis Agassiz, švicarski geolog, ki je živel sredi 19. stoletja. Preučil je ledenike Alp in spoznal, da so bile nekoč veliko bolj obsežne, kot so danes. To ni opazil samo on. To dejstvo je opazil tudi Jean de Charpentier, še en Švicar.
Ni presenetljivo, da so bila ta odkritja narejena predvsem v Švici, saj ledeniki še vedno obstajajo v Alpah, čeprav se topijo precej hitro. Zlahka je videti, da so bili nekoč ledeniki veliko večji - samo poglejte švicarsko pokrajino, korita (ledeniške doline) in tako naprej. Toda Agassiz je to teorijo prvič predstavil leta 1840 in jo objavil v knjigi Étude sur les glaciers, pozneje, leta 1844, pa je to idejo razvil v knjigi Système glaciare. Kljub začetni skeptičnosti so se sčasoma ljudje začeli zavedati, da je to resnično res.
S pojavom geološkega kartiranja, zlasti v severni Evropi, je postalo jasno, da je bilo ledenikov ogromno. Takrat je bila obsežna razprava o tem, kako se ti podatki nanašajo na Potop, ker je prišlo do spora med geološkimi dokazi in svetopisemskimi nauki. Ledena nahajališča so bila prvotno imenovana deluvialna, ker so veljala za dokaz poplave. Šele pozneje je postalo znano, da takšna razlaga ne ustreza: ta nahajališča so dokaz hladnega podnebja in obsežnega poledenitve. Do začetka dvajsetega stoletja je postalo jasno, da je ledenikov veliko in ne enega, od tega trenutka pa se je začelo razvijati to področje znanosti.
Raziskava ledene dobe
Znani so geološki dokazi o ledeni dobi. Glavni dokaz za ledenike izvirajo iz značilnih nahajališč, ki jih tvorijo ledeniki. Na geološkem odseku so ohranjeni v obliki debelih urejenih slojev posebnih nahajališč (sedimentov) - diamicton. To so preprosto ledeniške akumulacije, vendar ne vključujejo ledeniških nahajališč, temveč tudi nalive taline, ki jo tvorijo njeni potoki, ledeniška jezera ali ledeniki, ki se pomikajo v morje.
Obstaja več oblik ledeniških jezer. Njihova glavna razlika je, da so vodno telo, obdano z ledom. Na primer, če imamo ledenik, ki se dviga v rečno dolino, potem dolino blokira kot pluta v steklenici. Seveda, ko led zapre dolino, bo reka še vedno tekla in vodostaj se bo dvigal, dokler ne preplavi robov. Tako se skozi neposreden stik z ledom oblikuje ledeniško jezero. Obstajajo določeni sedimenti, ki jih vsebujejo takšna jezera, ki jih lahko prepoznamo.
Zaradi načina topljenja ledenikov se led vsako leto topi, odvisno od sezonskih temperaturnih sprememb. To vodi k letnemu porastu manjših sedimentov, ki padajo izpod ledu v jezero. Če nato pogledamo v jezero, tam opazimo plastenje (ritmično slojevite usedline), ki jih poznamo tudi po švedskem imenu varve, kar pomeni letno kopičenje. Tako lahko v ledeniških jezerih dejansko opazimo letno plastenje. Te barbe lahko celo preštejemo in ugotovimo, kako dolgo je to jezero obstajalo. Na splošno lahko s pomočjo tega gradiva dobimo veliko informacij.
Na Antarktiki lahko vidimo ogromne ledene police, ki se spuščajo s kopnega v morje. In seveda led lebdi, zato ostane na vodi. Ko plava, s seboj nosi kamenčke in manjše naslage. Zaradi toplotnega učinka vode se led topi in zavrže ta material. To vodi v nastanek procesa tako imenovanega rafting kamnin, ki gredo v ocean. Ko vidimo fosilne nanose iz tega obdobja, lahko ugotovimo, kje je bil ledenik, kako daleč se je raztezalo ipd.
Vzroki za ledenike
Raziskovalci verjamejo, da do ledu prihaja, ker je podnebje Zemlje odvisno od neenakomernega segrevanja njene površine s strani Sonca. Tako so na primer ekvatorialna območja, kjer je Sonce skoraj navpično navzgor, najtoplejša območja, polarna območja, kjer je pod velikim kotom proti površju, pa najhladnejša. To pomeni, da razlika v segrevanju različnih delov Zemljine površine poganja oceansko-atmosferski stroj, ki nenehno poskuša prenašati toploto iz ekvatorialnih regij na polo.
Če bi bila Zemlja navadna krogla, bi bil ta prenos zelo učinkovit, kontrast med ekvatorjem in polovami pa zelo majhen. Tako je bilo že v preteklosti. Ker pa zdaj obstajajo celine, ovirajo to kroženje in struktura njenih tokov postane zelo zapletena. Preprosti tokovi se omejujejo in spreminjajo - v veliki meri zaradi gora, kar vodi do krožnih vzorcev, ki jih danes vidimo, ki urejajo trgovske vetrove in oceanske tokove. Na primer, ena od teorij, zakaj se je pred 2,5 milijona let začela ledena doba, povezuje ta pojav z dvigom himalajskih gora. Himalaje še vedno zelo hitro rastejo in izkazalo se je, da obstoj teh gora na zelo toplem delu Zemlje nadzira stvari, kot je monsunski sistem. Začetek kvartarne ledene dobe je povezan tudi z zaprtjem Panamskega prestolja oz.ki povezuje sever in jug Amerike, kar je preprečilo prenos toplote iz ekvatorialnega Tihega oceana v Atlantik.
Če bi lokacija kontinentov med seboj in glede na ekvator omogočala, da bi kroženje učinkovito delovalo, bi na polovicah obstajala toplina, na celotni površini zemlje pa bi se ohranile razmeroma tople razmere. Količina toplote, ki jo prejema Zemlja, bi bila konstantna in le rahlo raznolika. Ker pa naše celine ustvarjajo resne ovire za kroženje med severom in jugom, imamo izrazite podnebne cone. To pomeni, da so drogovi razmeroma hladni in ekvatorialne regije tople. Ko se vse odvija tako, kot je zdaj, se lahko Zemlja spremeni zaradi sprememb količine sončne toplote, ki jo prejme.
Te razlike so skoraj popolnoma konstantne. Razlog za to je, da se sčasoma spreminja zemeljska os, kot tudi zemeljska orbita. Glede na tako zapleteno podnebno območje bi lahko orbitalne spremembe prispevale k dolgoročnim spremembam podnebja, kar bi povzročilo podnebna nihanja. Zaradi tega nimamo nenehnega zaledenitve, temveč obdobja zaledenitve, ki jih prekinjajo topla obdobja. To se zgodi pod vplivom orbitalnih sprememb. Zadnje orbitalne spremembe obravnavamo kot tri ločene dogodke: eden je dolg 20.000 let, drugi dolg 40.000 let in tretji 100.000 let.
To je pripeljalo do odstopanj v vzorcu cikličnih podnebnih sprememb v ledeni dobi. Zaledenitev je najverjetneje nastala v tem cikličnem obdobju 100.000 let. Zadnja medgladeška epoha, ki je bila topla kot trenutna, je trajala približno 125 tisoč let, nato pa je prišla dolga ledena doba, ki je trajala približno 100 tisoč let. Zdaj živimo v drugi medgladeški dobi. To obdobje ne bo trajalo večno, zato nas čaka naslednja ledena doba v prihodnosti.
Zakaj se ledene dobe iztekajo
Orbitalne spremembe spremenijo podnebje in izkaže se, da so za ledeno dobo značilne izmene hladnih obdobij, ki lahko trajajo do 100 tisoč let, in toplih obdobij. Pravimo jim ledeniške (ledeniške) in medgladeške (medgladeške) ere. Za medgladeško dobo so običajno značilni približno enaki pogoji, kot jih imamo danes: visoka gladina morja, omejena območja zaledenitve itd. Seveda in zdaj so na Antarktiki, Grenlandiji in drugih podobnih mestih ledeniki. Toda na splošno so podnebne razmere razmeroma tople. To je bistvo medglade: visoka gladina morja, tople temperaturne razmere in na splošno dokaj enakomerno podnebje.
Toda v ledeni dobi se povprečna letna temperatura občutno spremeni, vegetativne cone se bodo prisiljene premikati proti severu ali jugu, odvisno od poloble. Regije, kot sta Moskva ali Cambridge, postanejo nenaseljene, vsaj pozimi. Čeprav jih lahko poleti naseljujemo zaradi močnega kontrasta med letnimi časi. Toda kaj se dejansko dogaja: hladne cone se močno širijo, povprečna letna temperatura pada, splošne podnebne razmere pa postajajo zelo hladne. Medtem ko so največji ledeniški dogodki časovno razmeroma omejeni (morda približno 10.000 let), lahko celoten dolgi hladni urok traja 100.000 let ali več. Tako izgleda ledeniško-medgladena cikličnost.
Zaradi dolžine vsakega obdobja je težko reči, kdaj bomo izstopili iz trenutne dobe. To je posledica tektonike plošč, lokacije celin na Zemljini površini. Trenutno sta Severni in Južni pol izolirana: Antarktika je na Južnem polu, Arktični ocean pa na severni. Zaradi tega nastane težava s kroženjem toplote. Dokler se lokacija celin ne spremeni, se bo ta ledena doba nadaljevala. V skladu z dolgoročnimi tektonskimi spremembami je mogoče domnevati, da bo v prihodnosti minilo še 50 milijonov let, dokler se ne bodo zgodile pomembne spremembe, ki bodo Zemlji omogočile izhod iz ledene dobe.
Geološke posledice
To sprosti ogromna območja celinskega pasu, ki so zdaj poplavljena. To bi na primer pomenilo, da bo nekega dne mogoče hoditi od Britanije do Francije, od Nove Gvineje do jugovzhodne Azije. Eno najbolj kritičnih krajev je Beringova ožina, ki Aljasko povezuje z vzhodno Sibirijo. Je precej plitvo, približno 40 metrov, tako da če se gladina morja spusti na sto metrov, bo to območje postalo kopno. To je pomembno tudi zato, ker se bodo rastline in živali lahko selile skozi te kraje in prišle v regije, kamor danes ne morejo priti. Tako je kolonizacija Severne Amerike odvisna od tako imenovane Beringije.
Živali in ledena doba
Pomembno si je zapomniti, da smo tudi sami "proizvodi" ledene dobe: med njo smo se razvijali, da jo lahko preživimo. Vendar ne gre za posameznike - to je vprašanje celotne populacije. Danes je težava v tem, da nas je preveč in naše dejavnosti so bistveno spremenile naravne pogoje. V naravnih razmerah imajo številne živali in rastline, ki jih danes vidimo, dolgo zgodovino in odlično preživijo ledeno dobo, čeprav obstajajo takšne, ki se rahlo razvijajo. Mi selijo, se prilagajajo. Obstajajo območja, na katerih so živali in rastline preživele ledeno dobo. Te tako imenovane refugije so bile locirane bolj severno ali južno od njihove sedanje razširjenosti.
Toda zaradi človekove dejavnosti so nekatere vrste poginile ali izumrle. To se je zgodilo na vseh celinah, z izjemo Afrike. Ogromno število velikih vretenčarjev, in sicer sesalcev, pa tudi marsupials v Avstraliji, so iztrebili človeka. To je bilo neposredno posledica naših dejavnosti, kot je lov, ali posredno - uničenje njihovega habitata. Živali, ki danes živijo na severnih širinah, so v Sredozemlju živele v preteklosti. To regijo smo toliko uničili, da bo te živali in rastline zelo težko ponovno kolonizirati.
Posledice globalnega segrevanja
V normalnih geoloških pogojih bi se kmalu vrnili v ledeno dobo. Toda zaradi globalnega segrevanja, ki je posledica človekove dejavnosti, ga odlašamo. V celoti ga ne bomo mogli preprečiti, saj razlogi, ki so ga povzročili v preteklosti, še vedno obstajajo zdaj. Človekova dejavnost, element, ki ga po naravi ne predvideva, vpliva na segrevanje ozračja, kar je morda že povzročilo zamudo pri naslednjem ledeniku.
Danes so podnebne spremembe zelo pereče in vznemirljivo vprašanje. Če se grenlandska ledena ploskev stopi, se morska gladina dvigne za šest metrov. V preteklosti, v prejšnji medglavni dobi, ki je bila pred približno 125 tisoč leti, se je grenlandska ledena plošča močno stalila, morska gladina pa je postala 4-6 metrov višja kot danes. To seveda ni konec sveta, ni pa tudi začasen zaplet. Na koncu si je Zemlja pred nesrečami opomogla, to bo lahko preživela.
Dolgoročni obeti za planet niso slabi, a za ljudi je to že druga stvar. Več raziskovalnih raziskav bomo bolje razumeli, kako se Zemlja spreminja in kam vodi, boljši bomo razumeli planet, na katerem živimo. To je pomembno, ker ljudje končno začenjajo razmišljati o spreminjanju morske gladine, globalnem segrevanju in vplivu vseh teh stvari na kmetijstvo in ljudi. Veliko tega je povezano s preučevanjem ledene dobe. Skozi to raziskovanje se učimo mehanizmov ledenikov in to znanje lahko proaktivno uporabimo, da poskušamo omiliti nekatere od teh sprememb, ki jih sami povzročamo. To je eden glavnih rezultatov in eden izmed ciljev raziskav ledene dobe.
Seveda je glavna posledica ledene dobe ogromne ledene plošče. Od kod voda? Seveda iz oceanov. In kaj se zgodi v ledeni dobi? Ledenci nastanejo kot posledica padavin na kopnem. Zaradi dejstva, da se voda ne vrne v ocean, se morska gladina spusti. Med najtežjimi ledeniki se lahko morska gladina spusti za več kot sto metrov.