Wyobraź sobie panoramę Chicago. Teraz wyobraź sobie ją pod prawie 2 milami (3 kilometrami) lodu. Tak właśnie wyglądał krajobraz w szczytowym momencie ostatniej epoki lodowcowej.
W zakresie najnowszej historii geologicznej Ziemi, nie byłby to tak niezwykły widok. W ciągu ostatnich 2,6 mln lat (czyli w okresie czwartorzędu) na naszej planecie miało miejsce ponad 50 epok lodowcowych, pomiędzy którymi występowały cieplejsze okresy międzylodowcowe.
Ale co sprawia, że pokrywy lodowe i lodowce okresowo się powiększają? Epoki lodowcowe są napędzane przez złożony, wzajemnie powiązany zestaw czynników, obejmujący pozycję Ziemi w Układzie Słonecznym i bardziej lokalne wpływy, takie jak poziom dwutlenku węgla. Naukowcy wciąż próbują zrozumieć, jak działa ten system, zwłaszcza że zmiany klimatyczne spowodowane przez człowieka mogły trwale przerwać ten cykl.
Nie było aż do kilku wieków temu, że naukowcy zaczęli rozpoznawać wskazówki o przeszłych głębokich zamrożeniach. W połowie XIX wieku szwajcarsko-amerykański przyrodnik Louis Agassiz udokumentował ślady, jakie lodowce pozostawiły na Ziemi, takie jak nie na swoim miejscu skały i gigantyczne stosy gruzu, znane jako moreny, które, jak podejrzewał, starożytne lodowce przeniosły i zepchnęły na duże odległości.
Do końca XIX wieku naukowcy nazwali cztery epoki lodowcowe, które wystąpiły podczas epoki plejstocenu, trwającej od około 2,6 miliona lat temu do około 11 700 lat temu. Jednak dopiero kilkadziesiąt lat później naukowcy zdali sobie sprawę, że te zimne okresy pojawiały się z dużo większą regularnością.
Poważny przełom w zrozumieniu cykli zlodowaceń nastąpił w latach 40. XX wieku, kiedy serbski astrofizyk Milutin Milankovitch zaproponował coś, co stało się znane jako cykle Milankovitcha, spostrzeżenia na temat ruchu Ziemi, które do dziś są wykorzystywane do wyjaśniania zmienności klimatu.
Milankovitch nakreślił trzy główne sposoby, w jakie orbita Ziemi zmienia się w odniesieniu do Słońca, Mark Maslin, profesor paleoklimatologii na University College London, powiedział Live Science. Czynniki te określają jak dużo promieniowania słonecznego (innymi słowy, ciepła) dociera do naszej planety.
Po pierwsze, istnieje ekscentryczny kształt orbity Ziemi wokół Słońca, która zmienia się od prawie okrągłej do eliptycznej w cyklu 96 000 lat. „Powodem, dla którego ma to wybrzuszenie jest Jowisz, który stanowi 4% masy naszego Układu Słonecznego, ma silny efekt grawitacyjny, który przesuwa orbitę Ziemi na zewnątrz, a następnie z powrotem,” wyjaśnił Maslin.
Po drugie, istnieje pochylenie Ziemi, które jest powodem, dla którego mamy pory roku. Pochylona oś obrotu Ziemi oznacza, że jedna półkula jest zawsze odchylona od Słońca (powodując zimę), podczas gdy druga jest pochylona w kierunku Słońca (powodując lato). Kąt tego nachylenia zmienia się w cyklu około 41,000 lat, co zmienia jak ekstremalne są pory roku, powiedział Maslin. „Jeśli jest bardziej pionowo, to oczywiście lata będą mniej ciepłe, a zima będzie trochę mniej zimna”.
Po trzecie, jest chybotanie pochylonej osi Ziemi, która porusza się tak, jakby to był wirujący czubek. „Co się dzieje jest, moment pędu Ziemi dzieje się wokół i wokół bardzo szybko raz dziennie powoduje osi chybotać wokół, jak również,” Maslin powiedział. Że chybotanie występuje na 20,000-year cycle.
Milankovitch zidentyfikował, że warunki orbitalne dla chłodnych lat były szczególnie ważne prekursorów do epok lodowcowych. „Zawsze będziesz miał lód w zimie”, powiedział Maslin. „Aby stworzyć epokę lodowcową, musisz mieć trochę tego lodu, który przetrwa przez lato.”
Ale, aby przejść w epokę lodowcową, same zjawiska orbitalne nie wystarczą. Maslin twierdzi, że faktycznym czynnikiem powodującym epokę lodowcową jest podstawowe sprzężenie zwrotne w systemie klimatycznym. Naukowcy wciąż starają się rozróżnić, w jaki sposób różne czynniki środowiskowe wpływają na zlodowacenia i deglacjację, ale ostatnie badania sugerują, że poziom gazów cieplarnianych w atmosferze odgrywa ważną rolę.
Na przykład naukowcy z Poczdamskiego Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu (PIK) w Niemczech wykazali, że początki epok lodowcowych w przeszłości były wywoływane głównie przez spadek dwutlenku węgla, a dramatyczny wzrost dwutlenku węgla w atmosferze, spowodowany emisjami wywołanymi przez człowieka, prawdopodobnie stłumił początek następnej epoki lodowcowej nawet o 100 000 lat.
„Jak żadna inna siła na planecie, epoki lodowcowe ukształtowały globalne środowisko, a tym samym zdeterminowały rozwój ludzkiej cywilizacji” – powiedział w oświadczeniu z 2016 roku Hans Joachim Schellnhuber, ówczesny dyrektor PIK i współautor jednego z tych badań. „Na przykład, naszą żyzną glebę zawdzięczamy ostatniej epoce lodowcowej, która również wyrzeźbiła dzisiejsze krajobrazy, pozostawiając za sobą lodowce i rzeki, tworząc fiordy, moreny i jeziora. Jednak dziś to ludzkość ze swoimi emisjami ze spalania paliw kopalnych decyduje o przyszłym rozwoju planety.”
- Jak często zdarzają się epoki lodowcowe?
- Jak masywna jest Droga Mleczna?
- Why Does the Earth Rotate?
Oryginalny artykuł na Live Science.
Recent news