Istid i mänsklighetens historia. Istid. Istider är längre än mellanistiderna

Den senaste istiden ledde till utseendet av den ulliga mammuten och en enorm ökning av glaciärernas yta. Men det var bara en av många som har kylt jorden under dess 4,5 miljarder år av historia.

Så, hur ofta går planeten igenom istider, och när ska vi förvänta oss nästa?

De viktigaste perioderna av glaciation i planetens historia

Svaret på den första frågan beror på om du menar de stora glaciationerna eller de små som uppstår under dessa långa perioder. Genom historien har jorden upplevt fem stora istider, några av dem varade i hundratals miljoner år. Faktum är att redan nu går jorden igenom en stor period av glaciation, och detta förklarar varför den har polaris.

De fem huvudsakliga istiderna är Huronian (2,4–2,1 miljarder år sedan), den kryogeniska istiden (720–635 miljoner år sedan), Andinska Sahara (450–420 miljoner år sedan) och den sena paleozoiska istiden (335–335 miljoner år sedan). 260 miljoner år sedan) och kvartär (2,7 miljoner år sedan till idag).

Dessa stora perioder av glaciation kan växla mellan mindre istider och varma perioder (interglacialer). I början av den kvartära glaciationen (2,7-1 miljon år sedan) inträffade dessa kalla istider vart 41 000:e år. Men under de senaste 800 000 åren har betydande istider inträffat mer sällan, ungefär vart 100 000:e år.

Hur fungerar 100 000 års cykeln?

Inlandsisar växer i cirka 90 000 år och börjar sedan smälta under den 10 000 år långa varma perioden. Därefter upprepas processen.

Med tanke på att den senaste istiden slutade för cirka 11 700 år sedan, kanske det är dags för en till att börja?

Forskare tror att vi borde uppleva en annan istid just nu. Det finns dock två faktorer associerade med jordens omloppsbana som påverkar bildandet av varma och kalla perioder. Med tanke på hur mycket koldioxid vi släpper ut i atmosfären kommer nästa istid inte att börja förrän om minst 100 000 år till.

Vad orsakar en istid?

Hypotesen som lagts fram av den serbiske astronomen Milyutin Milanković förklarar varför det finns cykler av is och interglaciala perioder på jorden.

När planeten kretsar runt solen påverkas mängden ljus den får från den av tre faktorer: dess lutning (som varierar från 24,5 till 22,1 grader i en cykel på 41 000 år), dess excentricitet (som ändrar formen på omloppsbanan runtomkring). av solen, som fluktuerar från en nära cirkel till en oval form) och dess vingling (en fullständig vingling inträffar vart 19-23 tusen år).

År 1976 presenterade ett landmärke i tidskriften Science bevis på att dessa tre omloppsparametrar förklarade planetens glaciationscykler.

Milankovitchs teori är att omloppscykler är förutsägbara och mycket konsekventa i en planets historia. Om jorden går igenom en istid kommer den att vara täckt av mer eller mindre is, beroende på dessa omloppscykler. Men om jorden är för varm kommer ingen förändring att ske, åtminstone när det gäller den växande mängden is.

Vad kan påverka uppvärmningen av planeten?

Den första gasen som kommer att tänka på är koldioxid. Under de senaste 800 000 åren har koldioxidnivåerna fluktuerat mellan 170 och 280 ppm (vilket betyder att av 1 miljon luftmolekyler är 280 koldioxidmolekyler). En till synes obetydlig skillnad på 100 delar per miljon leder till uppkomsten av glaciala och interglaciala perioder. Men koldioxidnivåerna är mycket högre idag än de var under tidigare svängningar. I maj 2016 nådde koldioxidnivåerna över Antarktis 400 ppm.

Jorden har värmts upp så mycket tidigare. Till exempel, under dinosauriernas tid, var lufttemperaturen ännu högre än nu. Men problemet är att det i dagens värld växer i rekordfart, eftersom vi har släppt ut för mycket koldioxid i atmosfären på kort tid. Med tanke på att utsläppstakten inte har minskat hittills kan man dessutom dra slutsatsen att situationen sannolikt inte kommer att förändras inom en snar framtid.

Konsekvenserna av uppvärmningen

Uppvärmningen som orsakas av närvaron av denna koldioxid kommer att få stora konsekvenser, eftersom även en liten ökning av jordens medeltemperatur kan leda till drastiska förändringar. Till exempel var jorden i genomsnitt bara 5 grader Celsius kallare under den senaste istiden än den är idag, men detta har lett till en betydande förändring av regional temperatur, försvinnandet av en stor del av floran och faunan och utseendet av nya arter.

Om den globala uppvärmningen får alla inlandsisar på Grönland och Antarktis att smälta kommer havsnivåerna att stiga med 60 meter från dagens nivåer.

Vad orsakar stora istider?

De faktorer som orsakade långa perioder av glaciation, såsom kvartären, är inte lika väl förstådda av forskare. Men en idé är att en massiv minskning av koldioxidnivåerna kan leda till svalare temperaturer.

Så, till exempel, enligt höjnings- och vittringshypotesen, när plattektonik leder till tillväxt av bergskedjor, dyker ny oskyddad sten upp på ytan. Den blir lätt vittrad och sönderdelas när den kommer ut i haven. Marina organismer använder dessa stenar för att skapa sina skal. Med tiden tar stenar och snäckor koldioxid från atmosfären och dess nivå sjunker avsevärt, vilket leder till en period av glaciation.

I jordens historia fanns det långa perioder då hela planeten var varm – från ekvatorn till polerna. Men det fanns också tider så kalla att istider nådde de regioner som för närvarande tillhör de tempererade zonerna. Troligtvis var förändringen av dessa perioder cyklisk. Under varmare tider kunde det vara relativt lite is, och det var bara i polartrakterna eller på toppen av berg. En viktig egenskap hos istider är att de förändrar naturen på jordens yta: varje glaciation påverkar jordens utseende. I sig själva kan dessa förändringar vara små och obetydliga, men de är permanenta.

Istiders historia

Vi vet inte exakt hur många istider det har funnits genom jordens historia. Vi känner till minst fem, möjligen sju, istider, som börjar med prekambrium, i synnerhet: 700 miljoner år sedan, 450 miljoner år sedan (ordovicium), 300 miljoner år sedan - Permo-karbon istid, en av de största istiderna , som påverkar de södra kontinenterna. De södra kontinenterna hänvisar till den så kallade Gondwana, en uråldrig superkontinent som omfattade Antarktis, Australien, Sydamerika, Indien och Afrika.

Den senaste nedisningen avser den period vi lever i. Kvartärperioden under den kenozoiska eran började för cirka 2,5 miljoner år sedan, när glaciärerna på norra halvklotet nådde havet. Men de första tecknen på denna glaciation går tillbaka för 50 miljoner år sedan i Antarktis.

Strukturen för varje istid är periodisk: det finns relativt korta varma epoker, och det finns längre perioder av isbildning. Naturligtvis är kalla perioder inte enbart resultatet av glaciation. Nedisning är den mest uppenbara konsekvensen av kalla perioder. Det finns dock ganska långa intervaller som är väldigt kalla, trots frånvaron av istider. I dag är exempel på sådana regioner Alaska eller Sibirien, där det är mycket kallt på vintern, men det finns ingen glaciation, eftersom det inte finns tillräckligt med nederbörd för att ge tillräckligt med vatten för bildandet av glaciärer.

Upptäckten av istider

Att det finns istider på jorden är känt för oss sedan mitten av 1800-talet. Bland de många namn som förknippas med upptäckten av detta fenomen är det första vanligtvis namnet på Louis Agassiz, en schweizisk geolog som levde i mitten av 1800-talet. Han studerade Alpernas glaciärer och insåg att de en gång var mycket mer omfattande än de är idag. Det var inte bara han som märkte det. I synnerhet Jean de Charpentier, en annan schweizare, noterade också detta faktum.

Det är inte förvånande att dessa upptäckter huvudsakligen gjordes i Schweiz, eftersom det fortfarande finns glaciärer i Alperna, även om de smälter ganska snabbt. Det är lätt att se att en gång var glaciärerna mycket större - titta bara på det schweiziska landskapet, dalarna (glaciärdalarna) och så vidare. Det var dock Agassiz som först lade fram denna teori 1840, publicerade den i boken "Étude sur les glaciers", och senare, 1844, utvecklade han denna idé i boken "Système glaciare". Trots initial skepsis började folk med tiden inse att detta verkligen var sant.

Med tillkomsten av geologisk kartläggning, särskilt i norra Europa, blev det tydligt att tidigare glaciärer hade en enorm skala. Sedan var det omfattande diskussioner om hur denna information relaterar till syndafloden, eftersom det fanns en konflikt mellan geologiska bevis och bibliska läror. Inledningsvis kallades glaciala avlagringar deluviala eftersom de ansågs vara bevis på översvämningen. Först senare blev det känt att en sådan förklaring inte är lämplig: dessa avlagringar var bevis på ett kallt klimat och omfattande glaciation. I början av 1900-talet stod det klart att det fanns många istider, och inte bara en, och från det ögonblicket började detta vetenskapsområde att utvecklas.

Istidsforskning

Kända geologiska bevis på istider. De viktigaste bevisen för glaciationer kommer från de karakteristiska avlagringar som bildas av glaciärer. De bevaras i det geologiska avsnittet i form av tjocka ordnade lager av speciella avlagringar (sediment) - diamicton. Dessa är helt enkelt glaciala ansamlingar, men de inkluderar inte bara avlagringar av en glaciär, utan också avlagringar av smältvatten som bildas av dess flöden, glaciala sjöar eller glaciärer som rör sig i havet.

Det finns flera former av issjöar. Deras huvudsakliga skillnad är att de är en vattenkropp omsluten av is. Till exempel, om vi har en glaciär som stiger upp i en floddal, då blockerar den dalen som en kork i en flaska. Naturligtvis, när is blockerar en dal, kommer floden fortfarande att flyta och vattennivån kommer att stiga tills den svämmar över. En issjö bildas alltså genom direktkontakt med is. Det finns vissa avlagringar som finns i sådana sjöar som vi kan identifiera.

På grund av hur glaciärer smälter, vilket beror på säsongsmässiga temperaturförändringar, sker en årlig issmältning. Detta leder till en årlig ökning av mindre sediment som faller under isen och ut i sjön. Om vi ​​sedan tittar in i sjön ser vi stratifiering (rytmiska skiktade sediment) där, som också är känt under det svenska namnet "varver" ( varve), vilket betyder "årlig ackumulering". Så vi kan faktiskt se årlig skiktning i glaciärsjöar. Vi kan till och med räkna dessa varver och ta reda på hur länge denna sjö har funnits. I allmänhet kan vi med hjälp av detta material få mycket information.

I Antarktis kan vi se enorma ishyllor som kommer från land och ut i havet. Och naturligtvis är is flytande, så den flyter på vattnet. När den simmar bär den med sig småsten och mindre sediment. På grund av vattnets termiska verkan smälter isen och fäller detta material. Detta leder till bildandet av processen med den så kallade forsränning av stenar som går ut i havet. När vi ser fossila fyndigheter från denna period kan vi ta reda på var glaciären låg, hur långt den sträckte sig osv.

Orsaker till glaciation

Forskare tror att istider uppstår eftersom jordens klimat beror på den ojämna uppvärmningen av dess yta av solen. Så till exempel är ekvatorialområdena, där solen är nästan vertikalt ovanför, de varmaste zonerna, och polarområdena, där den står i stor vinkel mot ytan, är de kallaste. Det betyder att skillnaden i uppvärmning av olika delar av jordens yta styr den havs-atmosfäriska maskinen, som hela tiden försöker överföra värme från ekvatorialområdena till polerna.

Om jorden vore en vanlig sfär skulle denna överföring vara mycket effektiv, och kontrasten mellan ekvatorn och polerna skulle vara mycket liten. Så var det förr i tiden. Men eftersom det nu finns kontinenter, kommer de i vägen för denna cirkulation, och strukturen för dess flöden blir mycket komplex. Enkla strömmar hålls tillbaka och förändras, till stor del av berg, vilket leder till de cirkulationsmönster vi ser idag som driver passadvindarna och havsströmmarna. Till exempel kopplar en av teorierna om varför istiden började för 2,5 miljoner år sedan detta fenomen med uppkomsten av Himalayabergen. Himalaya växer fortfarande väldigt snabbt och det visar sig att förekomsten av dessa berg i en väldigt varm del av jorden styr saker som monsunsystemet. Början av den kvartära istiden är också förknippad med stängningen av Panamanäset, som förbinder norra och södra Amerika, vilket förhindrade överföringen av värme från det ekvatoriala Stilla havet till Atlanten.

Om kontinenternas position i förhållande till varandra och i förhållande till ekvatorn tillät cirkulationen att fungera effektivt, då skulle det vara varmt vid polerna, och relativt varma förhållanden skulle bestå över hela jordens yta. Mängden värme som mottas av jorden skulle vara konstant och variera endast något. Men eftersom våra kontinenter skapar allvarliga hinder för cirkulation mellan norr och söder, har vi uttalade klimatzoner. Det betyder att polerna är relativt kalla medan ekvatorialområdena är varma. När saker och ting händer som de är nu kan jorden förändras med variationer i mängden solvärme den tar emot.

Dessa variationer är nästan helt konstanta. Anledningen till detta är att jordens axel förändras med tiden, liksom jordens omloppsbana. Med tanke på denna komplexa klimatzonindelning kan omloppsförändringar bidra till långsiktiga klimatförändringar, vilket resulterar i klimatsvängningar. På grund av detta har vi inte kontinuerlig isbildning, utan perioder av isbildning, avbruten av varma perioder. Detta sker under påverkan av orbitala förändringar. De senaste omloppsförändringarna ses som tre separata fenomen: det ena 20 000 år långt, det andra 40 000 år långt och det tredje 100 000 år långt.

Detta ledde till avvikelser i mönstret för cykliska klimatförändringar under istiden. Isbildningen inträffade med största sannolikhet under denna cykliska period på 100 000 år. Den sista mellanisttiden, som var lika varm som den nuvarande, varade i cirka 125 000 år och sedan kom en lång glacial epok som tog cirka 100 000 år. Vi lever nu i en annan interglacial era. Denna period kommer inte att vara för evigt, så ännu en istid väntar oss i framtiden.

Varför tar istider slut?

Banförändringar förändrar klimatet och det visar sig att istider kännetecknas av omväxlande kalla perioder, som kan vara upp till 100 000 år, och varma perioder. Vi kallar dem glaciala (glaciala) och interglaciala (interglaciala) epoker. En interglacial era kännetecknas vanligtvis av förhållanden som liknar det vi ser idag: höga havsnivåer, begränsade isområden och så vidare. Naturligtvis finns det även nu glaciationer i Antarktis, Grönland och andra liknande platser. Men i allmänhet är klimatförhållandena relativt varma. Detta är kärnan i interglacial: hög havsnivå, varma temperaturförhållanden och i allmänhet ett ganska jämnt klimat.

Men under istiden ändras den genomsnittliga årstemperaturen avsevärt, de vegetativa bälten tvingas flytta norrut eller söderut, beroende på halvklotet. Regioner som Moskva eller Cambridge blir obebodda, åtminstone på vintern. Även om de kan vara beboeliga på sommaren på grund av den starka kontrasten mellan årstiderna. Men vad som faktiskt händer är att de kalla zonerna expanderar kraftigt, den genomsnittliga årstemperaturen sjunker och det övergripande klimatet blir väldigt kallt. Medan de största glaciala händelserna är relativt begränsade i tid (kanske runt 10 000 år), kan hela den långa kylperioden vara 100 000 år eller till och med mer. Så här ser glacial-interglacialcykeln ut.

På grund av längden på varje period är det svårt att säga när vi kommer ut ur den nuvarande eran. Detta beror på plattektoniken, platsen för kontinenterna på jordens yta. För närvarande är nordpolen och sydpolen isolerade, med Antarktis på sydpolen och Ishavet i norr. På grund av detta finns det problem med värmecirkulationen. Så länge kontinenternas läge inte förändras kommer denna istid att fortsätta. I linje med långsiktiga tektoniska förändringar kan man anta att det kommer att dröja ytterligare 50 miljoner år i framtiden tills betydande förändringar inträffar som gör att jorden kan komma ur istiden.

Geologiska implikationer

Den främsta konsekvensen av istiden är förstås enorma inlandsisar. Var kommer vatten ifrån? Naturligtvis från haven. Vad händer under istider? Glaciärer bildas som ett resultat av nederbörd på land. På grund av att vattnet inte går tillbaka till havet sjunker havsnivån. Under de svåraste istiderna kan havsnivån sjunka med mer än hundra meter.

Detta frigör enorma delar av kontinentalsockeln som är översvämmade idag. Det kommer till exempel att innebära att det en dag kommer att vara möjligt att gå från Storbritannien till Frankrike, från Nya Guinea till Sydostasien. En av de mest kritiska platserna är Beringssundet, som förbinder Alaska med östra Sibirien. Det är ganska litet, cirka 40 meter, så om havsnivån sjunker till hundra meter så blir det här området land. Detta är också viktigt eftersom växter och djur kommer att kunna vandra genom dessa platser och ta sig in i områden dit de inte kan gå idag. Koloniseringen av Nordamerika beror alltså på det så kallade Beringia.

Djur och istiden

Det är viktigt att komma ihåg att vi själva är istidens "produkter": vi utvecklades under den, så vi kan överleva den. Det är dock inte en fråga om enskilda individer – det är en fråga om hela befolkningen. Problemet idag är att vi är för många och vår verksamhet har väsentligt förändrat de naturliga förutsättningarna. Under naturliga förhållanden har många av de djur och växter som vi ser idag en lång historia och överlever istiden bra, även om det finns några som utvecklats något. De migrerar och anpassar sig. Det finns zoner där djur och växter överlevde istiden. Dessa så kallade refugier låg längre norrut eller söderut från sin nuvarande utbredning.

Men som ett resultat av mänsklig aktivitet dog vissa arter eller dog ut. Detta har hänt på alla kontinenter, möjligen med undantag för Afrika. Ett stort antal stora ryggradsdjur, nämligen däggdjur, såväl som pungdjur i Australien, utrotades av människan. Detta orsakades antingen direkt av våra aktiviteter, såsom jakt, eller indirekt av förstörelsen av deras livsmiljö. Djur som lever på nordliga breddgrader idag levde i Medelhavet förr i tiden. Vi har förstört denna region så mycket att det med största sannolikhet kommer att bli mycket svårt för dessa djur och växter att kolonisera den igen.

Konsekvenser av global uppvärmning

Under normala förhållanden, med geologiska mått mätt, skulle vi snart nog återvända till istiden. Men på grund av den globala uppvärmningen, som är en konsekvens av mänsklig aktivitet, skjuter vi upp den. Vi kommer inte att kunna förhindra det helt, eftersom orsakerna som orsakade det förr finns kvar idag. Mänsklig aktivitet, ett element som är oförutsett av naturen, påverkar atmosfärens uppvärmning, vilket redan kan ha orsakat en försening av nästa glacial.

Idag är klimatförändringen en mycket relevant och spännande fråga. Om Grönlands inlandsis smälter kommer havsnivån att stiga med sex meter. Förr i tiden, under den tidigare interglaciala epoken, som var för cirka 125 000 år sedan, smälte Grönlands inlandsis kraftigt och havsnivåerna var 4–6 meter högre än idag. Det är verkligen inte slutet på världen, men det är inte heller tidskomplexitet. Jorden har trots allt återhämtat sig från katastrofer tidigare, den kommer att kunna överleva denna.

De långsiktiga utsikterna för planeten är inte dåliga, men för människor är det en annan sak. Ju mer forskning vi gör, desto bättre förstår vi hur jorden förändras och vart den leder, desto bättre förstår vi planeten vi lever på. Detta är viktigt eftersom folk äntligen börjar fundera på förändrade havsnivåer, global uppvärmning och påverkan av alla dessa saker på jordbruket och befolkningen. Mycket av detta har att göra med studiet av istider. Genom dessa studier kommer vi att lära oss mekanismerna för glaciationer, och vi kan använda denna kunskap proaktivt och försöka mildra några av de förändringar som vi själva orsakar. Detta är ett av huvudresultaten och ett av målen för forskningen om istider.

Detta är en översättning av en artikel från vår engelska upplaga av Serious Science. Du kan läsa originalversionen av texten här.

Den senaste istiden ledde till utseendet av den ulliga mammuten och en enorm ökning av glaciärernas yta.

Men det var bara en av många som har kylt jorden under dess 4,5 miljarder år av historia.

Konsekvenserna av uppvärmningen

Den senaste istiden ledde till utseendet av den ulliga mammuten och en enorm ökning av glaciärernas yta. Men det var bara en av många som har kylt jorden under dess 4,5 miljarder år av historia.

Så, hur ofta går planeten igenom istider, och när ska vi förvänta oss nästa?

De viktigaste perioderna av glaciation i planetens historia

Svaret på den första frågan beror på om du menar de stora glaciationerna eller de små som uppstår under dessa långa perioder. Genom historien har jorden upplevt fem stora istider, några av dem varade i hundratals miljoner år. Faktum är att redan nu går jorden igenom en stor period av glaciation, och detta förklarar varför den har polaris.

De fem huvudsakliga istiderna är Huronian (2,4-2,1 miljarder år sedan), kryogenistiden (720-635 miljoner år sedan), Andinska Sahara (450-420 miljoner år sedan), den sena paleozoiska istiden (335-260) miljoner år sedan) och kvartären (2,7 miljoner år sedan till nutid).

Dessa stora perioder av glaciation kan växla mellan mindre istider och varma perioder (interglacialer). I början av den kvartära glaciationen (2,7-1 miljon år sedan) inträffade dessa kalla istider vart 41 000:e år. Men under de senaste 800 000 åren har betydande istider förekommit mer sällan - ungefär vart 100 000:e år.

Hur fungerar 100 000 års cykeln?

Inlandsisar växer i cirka 90 000 år och börjar sedan smälta under den 10 000 år långa varma perioden. Därefter upprepas processen.

Med tanke på att den senaste istiden slutade för cirka 11 700 år sedan, kanske det är dags för en till att börja?

Forskare tror att vi borde uppleva en annan istid just nu. Det finns dock två faktorer associerade med jordens omloppsbana som påverkar bildandet av varma och kalla perioder. Med tanke på hur mycket koldioxid vi släpper ut i atmosfären kommer nästa istid inte att börja förrän om minst 100 000 år till.

Vad orsakar en istid?

Hypotesen som lagts fram av den serbiske astronomen Milyutin Milanković förklarar varför det finns cykler av is och interglaciala perioder på jorden.

När planeten kretsar runt solen påverkas mängden ljus den får från den av tre faktorer: dess lutning (som varierar från 24,5 till 22,1 grader i en cykel på 41 000 år), dess excentricitet (som ändrar formen på omloppsbanan runtomkring). av solen, som fluktuerar från en nära cirkel till en oval form) och dess vingling (en fullständig vingling inträffar vart 19-23 tusen år).

År 1976 presenterade ett landmärke i tidskriften Science bevis på att dessa tre omloppsparametrar förklarade planetens glaciationscykler.

Milankovitchs teori är att omloppscykler är förutsägbara och mycket konsekventa i en planets historia. Om jorden går igenom en istid kommer den att vara täckt av mer eller mindre is, beroende på dessa omloppscykler. Men om jorden är för varm kommer ingen förändring att ske, åtminstone när det gäller den växande mängden is.

Vad kan påverka uppvärmningen av planeten?

Den första gasen som kommer att tänka på är koldioxid. Under de senaste 800 000 åren har koldioxidnivåerna fluktuerat mellan 170 och 280 ppm (vilket betyder att av 1 miljon luftmolekyler är 280 koldioxidmolekyler). En till synes obetydlig skillnad på 100 delar per miljon leder till uppkomsten av glaciala och interglaciala perioder. Men koldioxidnivåerna är mycket högre idag än de var under tidigare svängningar. I maj 2016 nådde koldioxidnivåerna över Antarktis 400 ppm.

Jorden har värmts upp så mycket tidigare. Till exempel, under dinosauriernas tid, var lufttemperaturen ännu högre än nu. Men problemet är att det i dagens värld växer i rekordfart, eftersom vi har släppt ut för mycket koldioxid i atmosfären på kort tid. Med tanke på att utsläppstakten inte har minskat hittills kan man dessutom dra slutsatsen att situationen sannolikt inte kommer att förändras inom en snar framtid.

Konsekvenserna av uppvärmningen

Uppvärmningen som orsakas av närvaron av denna koldioxid kommer att få stora konsekvenser, eftersom även en liten ökning av jordens medeltemperatur kan leda till drastiska förändringar. Till exempel var jorden i genomsnitt bara 5 grader Celsius kallare under den senaste istiden än den är idag, men detta har lett till en betydande förändring av regional temperatur, försvinnandet av en stor del av floran och faunan och utseendet av nya arter.

Om den globala uppvärmningen får alla inlandsisar på Grönland och Antarktis att smälta kommer havsnivåerna att stiga med 60 meter från dagens nivåer.

Vad orsakar stora istider?

De faktorer som orsakade långa perioder av glaciation, såsom kvartären, är inte lika väl förstådda av forskare. Men en idé är att en massiv minskning av koldioxidnivåerna kan leda till svalare temperaturer.

Så, till exempel, enligt höjnings- och vittringshypotesen, när plattektonik leder till tillväxt av bergskedjor, dyker ny oskyddad sten upp på ytan. Den blir lätt vittrad och sönderdelas när den kommer ut i haven. Marina organismer använder dessa stenar för att skapa sina skal. Med tiden tar stenar och snäckor koldioxid från atmosfären och dess nivå sjunker avsevärt, vilket leder till en period av glaciation.

Forskare noterar att istiden är en del av istiden, då jorden täcker is under långa miljoner år. Men många människor kallar istiden för ett segment av jordens historia, som slutade för cirka tolv tusen år sedan.

Det är värt att notera istidshistoria haft ett stort antal unika egenskaper som inte har nått vår tid. Till exempel unika djur som kunde anpassa sig till tillvaron i detta svåra klimat är mammutar, noshörningar, sabeltandade tigrar, grottbjörnar och andra. De var täckta med tjock päls och ganska stora i storleken. Växtätare anpassade för att få mat under den isiga ytan. Låt oss ta noshörningar, de krattade is med sina horn och åt växter. Växtligheten var överraskande varierad. Naturligtvis försvann många växtarter, men växtätare hade fri tillgång till mat.

Trots att de gamla människorna inte var stora i storlek och inte hade ett täcke av ull, lyckades de också överleva under istiden. Deras liv var otroligt farligt och svårt. De byggde små bostäder åt sig själva och isolerade dem med skinn från döda djur och åt köttet till mat. Folk hittade på olika fällor för att locka dit stora djur.

Ris. 1 - Istid

För första gången diskuterades istidens historia på 1700-talet. Sedan började geologin läggas som en vetenskaplig gren, och forskare började ta reda på vilket ursprung stenblocken i Schweiz har. De flesta forskare var överens i en enda synvinkel att de har en glacial början. På artonhundratalet föreslogs det att planetens klimat var utsatt för kraftig nedkylning. Lite senare tillkännagavs själva termen "istid". Den introducerades av Louis Agassiz, vars idéer först inte erkändes av allmänheten, men sedan bevisades det att många av hans verk verkligen har en grund.

Förutom att geologer kunde konstatera att istiden ägde rum, försökte de också ta reda på varför den uppstod på planeten. Den vanligaste åsikten är att rörelsen av litosfäriska plattor kan blockera varma strömmar i havet. Detta orsakar gradvis bildandet av en ismassa. Om storskaliga inlandsisar redan har bildats på jordens yta, kommer de att orsaka en kraftig nedkylning genom att reflektera solljus, och därför värme. En annan orsak till bildandet av glaciärer kan vara en förändring i nivån av växthuseffekter. Närvaron av stora arktiska massiv och den snabba spridningen av växter eliminerar växthuseffekten genom att ersätta koldioxid med syre. Oavsett orsaken till bildandet av glaciärer är detta en mycket lång process som också kan förstärka solaktivitetens inverkan på jorden. Förändringar i vår planets omloppsbana runt solen gör den extremt mottaglig. Planetens avstånd från "huvudstjärnan" har också ett inflytande. Forskare antyder att även under de största istiderna var jorden täckt med is endast en tredjedel av hela området. Det finns förslag på att istider också ägde rum, när hela vår planets yta var täckt med is. Men detta faktum är fortfarande kontroversiellt inom geologisk forskning.

Hittills är den mest betydande ismassan Antarktis. Istjockleken når på vissa ställen mer än fyra kilometer. Glaciärer rör sig med en medelhastighet på femhundra meter per år. En annan imponerande inlandsis finns på Grönland. Ungefär sjuttio procent av denna ö är ockuperad av glaciärer, och detta är en tiondel av isen på hela vår planet. Vid denna tidpunkt tror forskarna att istiden inte kommer att kunna starta förrän om minst tusen år till. Saken är den att i den moderna världen sker en kolossal utsläpp av koldioxid i atmosfären. Och som vi fick reda på tidigare är bildandet av glaciärer endast möjligt på en låg nivå av dess innehåll. Detta utgör dock ett annat problem för mänskligheten - den globala uppvärmningen, som inte kan vara mindre massiv än istidens början.

I jordens historia fanns det långa perioder då hela planeten var varm – från ekvatorn till polerna. Men det fanns också tider så kalla att istider nådde de regioner som för närvarande tillhör de tempererade zonerna. Troligtvis var förändringen av dessa perioder cyklisk. Under varmare tider kunde det vara relativt lite is, och det var bara i polartrakterna eller på toppen av berg. En viktig egenskap hos istider är att de förändrar naturen på jordens yta: varje glaciation påverkar jordens utseende. I sig själva kan dessa förändringar vara små och obetydliga, men de är permanenta.

Istiders historia

Vi vet inte exakt hur många istider det har funnits genom jordens historia. Vi känner till minst fem, möjligen sju, istider, som börjar med prekambrium, i synnerhet: 700 miljoner år sedan, 450 miljoner år sedan (ordovicium), 300 miljoner år sedan - Permo-karbon istid, en av de största istiderna , som påverkar de södra kontinenterna. De södra kontinenterna hänvisar till den så kallade Gondwana, en uråldrig superkontinent som omfattade Antarktis, Australien, Sydamerika, Indien och Afrika.

Den senaste nedisningen avser den period vi lever i. Kvartärperioden under den kenozoiska eran började för cirka 2,5 miljoner år sedan, när glaciärerna på norra halvklotet nådde havet. Men de första tecknen på denna glaciation går tillbaka för 50 miljoner år sedan i Antarktis.

Strukturen för varje istid är periodisk: det finns relativt korta varma epoker, och det finns längre perioder av isbildning. Naturligtvis är kalla perioder inte enbart resultatet av glaciation. Nedisning är den mest uppenbara konsekvensen av kalla perioder. Det finns dock ganska långa intervaller som är väldigt kalla, trots frånvaron av istider. I dag är exempel på sådana regioner Alaska eller Sibirien, där det är mycket kallt på vintern, men det finns ingen glaciation, eftersom det inte finns tillräckligt med nederbörd för att ge tillräckligt med vatten för bildandet av glaciärer.

Upptäckten av istider

Att det finns istider på jorden är känt för oss sedan mitten av 1800-talet. Bland de många namn som förknippas med upptäckten av detta fenomen är det första vanligtvis namnet på Louis Agassiz, en schweizisk geolog som levde i mitten av 1800-talet. Han studerade Alpernas glaciärer och insåg att de en gång var mycket mer omfattande än de är idag. Det var inte bara han som märkte det. I synnerhet Jean de Charpentier, en annan schweizare, noterade också detta faktum.

Det är inte förvånande att dessa upptäckter huvudsakligen gjordes i Schweiz, eftersom det fortfarande finns glaciärer i Alperna, även om de smälter ganska snabbt. Det är lätt att se att en gång var glaciärerna mycket större - titta bara på det schweiziska landskapet, dalarna (glaciärdalarna) och så vidare. Det var dock Agassiz som först lade fram denna teori 1840, publicerade den i boken "Étude sur les glaciers", och senare, 1844, utvecklade han denna idé i boken "Système glaciare". Trots initial skepsis började folk med tiden inse att detta verkligen var sant.

Med tillkomsten av geologisk kartläggning, särskilt i norra Europa, blev det tydligt att tidigare glaciärer hade en enorm skala. Sedan var det omfattande diskussioner om hur denna information relaterar till syndafloden, eftersom det fanns en konflikt mellan geologiska bevis och bibliska läror. Inledningsvis kallades glaciala avlagringar deluviala eftersom de ansågs vara bevis på översvämningen. Först senare blev det känt att en sådan förklaring inte är lämplig: dessa avlagringar var bevis på ett kallt klimat och omfattande glaciation. I början av 1900-talet stod det klart att det fanns många istider, och inte bara en, och från det ögonblicket började detta vetenskapsområde att utvecklas.

Istidsforskning

Kända geologiska bevis på istider. De viktigaste bevisen för glaciationer kommer från de karakteristiska avlagringar som bildas av glaciärer. De bevaras i det geologiska avsnittet i form av tjocka ordnade lager av speciella avlagringar (sediment) - diamicton. Dessa är helt enkelt glaciala ansamlingar, men de inkluderar inte bara avlagringar av en glaciär, utan också avlagringar av smältvatten som bildas av dess flöden, glaciala sjöar eller glaciärer som rör sig i havet.

Det finns flera former av issjöar. Deras huvudsakliga skillnad är att de är en vattenkropp omsluten av is. Till exempel, om vi har en glaciär som stiger upp i en floddal, då blockerar den dalen som en kork i en flaska. Naturligtvis, när is blockerar en dal, kommer floden fortfarande att flyta och vattennivån kommer att stiga tills den svämmar över. En issjö bildas alltså genom direktkontakt med is. Det finns vissa avlagringar som finns i sådana sjöar som vi kan identifiera.

På grund av hur glaciärer smälter, vilket beror på säsongsmässiga temperaturförändringar, sker en årlig issmältning. Detta leder till en årlig ökning av mindre sediment som faller under isen och ut i sjön. Om vi ​​sedan tittar in i sjön ser vi stratifiering (rytmiska skiktade sediment) där, som också är känt under det svenska namnet ”varver” (varve), som betyder ”årliga ansamlingar”. Så vi kan faktiskt se årlig skiktning i glaciärsjöar. Vi kan till och med räkna dessa varver och ta reda på hur länge denna sjö har funnits. I allmänhet kan vi med hjälp av detta material få mycket information.

I Antarktis kan vi se enorma ishyllor som kommer från land och ut i havet. Och naturligtvis är is flytande, så den flyter på vattnet. När den simmar bär den med sig småsten och mindre sediment. På grund av vattnets termiska verkan smälter isen och fäller detta material. Detta leder till bildandet av processen med den så kallade forsränning av stenar som går ut i havet. När vi ser fossila fyndigheter från denna period kan vi ta reda på var glaciären låg, hur långt den sträckte sig osv.

Orsaker till glaciation

Forskare tror att istider uppstår eftersom jordens klimat beror på den ojämna uppvärmningen av dess yta av solen. Så till exempel är ekvatorialområdena, där solen är nästan vertikalt ovanför, de varmaste zonerna, och polarområdena, där den står i stor vinkel mot ytan, är de kallaste. Det betyder att skillnaden i uppvärmning av olika delar av jordens yta styr den havs-atmosfäriska maskinen, som hela tiden försöker överföra värme från ekvatorialområdena till polerna.

Om jorden vore en vanlig sfär skulle denna överföring vara mycket effektiv, och kontrasten mellan ekvatorn och polerna skulle vara mycket liten. Så var det förr i tiden. Men eftersom det nu finns kontinenter, kommer de i vägen för denna cirkulation, och strukturen för dess flöden blir mycket komplex. Enkla strömmar hålls tillbaka och förändras, till stor del av berg, vilket leder till de cirkulationsmönster vi ser idag som driver passadvindarna och havsströmmarna. Till exempel kopplar en av teorierna om varför istiden började för 2,5 miljoner år sedan detta fenomen med uppkomsten av Himalayabergen. Himalaya växer fortfarande väldigt snabbt och det visar sig att förekomsten av dessa berg i en väldigt varm del av jorden styr saker som monsunsystemet. Början av den kvartära istiden är också förknippad med stängningen av Panamanäset, som förbinder norra och södra Amerika, vilket förhindrade överföringen av värme från det ekvatoriala Stilla havet till Atlanten.

Om kontinenternas position i förhållande till varandra och i förhållande till ekvatorn tillät cirkulationen att fungera effektivt, då skulle det vara varmt vid polerna, och relativt varma förhållanden skulle bestå över hela jordens yta. Mängden värme som mottas av jorden skulle vara konstant och variera endast något. Men eftersom våra kontinenter skapar allvarliga hinder för cirkulation mellan norr och söder, har vi uttalade klimatzoner. Det betyder att polerna är relativt kalla medan ekvatorialområdena är varma. När saker och ting händer som de är nu kan jorden förändras med variationer i mängden solvärme den tar emot.

Dessa variationer är nästan helt konstanta. Anledningen till detta är att jordens axel förändras med tiden, liksom jordens omloppsbana. Med tanke på denna komplexa klimatzonindelning kan omloppsförändringar bidra till långsiktiga klimatförändringar, vilket resulterar i klimatsvängningar. På grund av detta har vi inte kontinuerlig isbildning, utan perioder av isbildning, avbruten av varma perioder. Detta sker under påverkan av orbitala förändringar. De senaste omloppsförändringarna ses som tre separata fenomen: det ena 20 000 år långt, det andra 40 000 år långt och det tredje 100 000 år långt.

Detta ledde till avvikelser i mönstret för cykliska klimatförändringar under istiden. Isbildningen inträffade med största sannolikhet under denna cykliska period på 100 000 år. Den sista mellanisttiden, som var lika varm som den nuvarande, varade i cirka 125 000 år och sedan kom en lång glacial epok som tog cirka 100 000 år. Vi lever nu i en annan interglacial era. Denna period kommer inte att vara för evigt, så ännu en istid väntar oss i framtiden.

Varför tar istider slut?

Banförändringar förändrar klimatet och det visar sig att istider kännetecknas av omväxlande kalla perioder, som kan vara upp till 100 000 år, och varma perioder. Vi kallar dem glaciala (glaciala) och interglaciala (interglaciala) epoker. En interglacial era kännetecknas vanligtvis av förhållanden som liknar det vi ser idag: höga havsnivåer, begränsade isområden och så vidare. Naturligtvis finns det även nu glaciationer i Antarktis, Grönland och andra liknande platser. Men i allmänhet är klimatförhållandena relativt varma. Detta är kärnan i interglacial: hög havsnivå, varma temperaturförhållanden och i allmänhet ett ganska jämnt klimat.

Men under istiden ändras den genomsnittliga årstemperaturen avsevärt, de vegetativa bälten tvingas flytta norrut eller söderut, beroende på halvklotet. Regioner som Moskva eller Cambridge blir obebodda, åtminstone på vintern. Även om de kan vara beboeliga på sommaren på grund av den starka kontrasten mellan årstiderna. Men vad som faktiskt händer är att de kalla zonerna expanderar kraftigt, den genomsnittliga årstemperaturen sjunker och det övergripande klimatet blir väldigt kallt. Medan de största glaciala händelserna är relativt begränsade i tid (kanske runt 10 000 år), kan hela den långa kylperioden vara 100 000 år eller till och med mer. Så här ser glacial-interglacialcykeln ut.

På grund av längden på varje period är det svårt att säga när vi kommer ut ur den nuvarande eran. Detta beror på plattektoniken, platsen för kontinenterna på jordens yta. För närvarande är nordpolen och sydpolen isolerade, med Antarktis på sydpolen och Ishavet i norr. På grund av detta finns det problem med värmecirkulationen. Så länge kontinenternas läge inte förändras kommer denna istid att fortsätta. I linje med långsiktiga tektoniska förändringar kan man anta att det kommer att dröja ytterligare 50 miljoner år i framtiden tills betydande förändringar inträffar som gör att jorden kan komma ur istiden.

Geologiska implikationer

Detta frigör enorma delar av kontinentalsockeln som är översvämmade idag. Det kommer till exempel att innebära att det en dag kommer att vara möjligt att gå från Storbritannien till Frankrike, från Nya Guinea till Sydostasien. En av de mest kritiska platserna är Beringssundet, som förbinder Alaska med östra Sibirien. Det är ganska litet, cirka 40 meter, så om havsnivån sjunker till hundra meter så blir det här området land. Detta är också viktigt eftersom växter och djur kommer att kunna vandra genom dessa platser och ta sig in i områden dit de inte kan gå idag. Koloniseringen av Nordamerika beror alltså på det så kallade Beringia.

Djur och istiden

Det är viktigt att komma ihåg att vi själva är istidens "produkter": vi utvecklades under den, så vi kan överleva den. Det är dock inte en fråga om enskilda individer – det är en fråga om hela befolkningen. Problemet idag är att vi är för många och vår verksamhet har väsentligt förändrat de naturliga förutsättningarna. Under naturliga förhållanden har många av de djur och växter som vi ser idag en lång historia och överlever istiden bra, även om det finns några som utvecklats något. De migrerar och anpassar sig. Det finns zoner där djur och växter överlevde istiden. Dessa så kallade refugier låg längre norrut eller söderut från sin nuvarande utbredning.

Men som ett resultat av mänsklig aktivitet dog vissa arter eller dog ut. Detta har hänt på alla kontinenter, möjligen med undantag för Afrika. Ett stort antal stora ryggradsdjur, nämligen däggdjur, såväl som pungdjur i Australien, utrotades av människan. Detta orsakades antingen direkt av våra aktiviteter, såsom jakt, eller indirekt av förstörelsen av deras livsmiljö. Djur som lever på nordliga breddgrader idag levde i Medelhavet förr i tiden. Vi har förstört denna region så mycket att det med största sannolikhet kommer att bli mycket svårt för dessa djur och växter att kolonisera den igen.

Konsekvenser av global uppvärmning

Under normala förhållanden, med geologiska mått mätt, skulle vi snart nog återvända till istiden. Men på grund av den globala uppvärmningen, som är en konsekvens av mänsklig aktivitet, skjuter vi upp den. Vi kommer inte att kunna förhindra det helt, eftersom orsakerna som orsakade det förr finns kvar idag. Mänsklig aktivitet, ett element som är oförutsett av naturen, påverkar atmosfärens uppvärmning, vilket redan kan ha orsakat en försening av nästa glacial.

Idag är klimatförändringen en mycket relevant och spännande fråga. Om Grönlands inlandsis smälter kommer havsnivån att stiga med sex meter. Förr i tiden, under den tidigare interglaciala epoken, som var för cirka 125 000 år sedan, smälte Grönlands inlandsis kraftigt och havsnivåerna var 4–6 meter högre än idag. Det är verkligen inte slutet på världen, men det är inte heller tidskomplexitet. Jorden har trots allt återhämtat sig från katastrofer tidigare, den kommer att kunna överleva denna.

De långsiktiga utsikterna för planeten är inte dåliga, men för människor är det en annan sak. Ju mer forskning vi gör, desto bättre förstår vi hur jorden förändras och vart den leder, desto bättre förstår vi planeten vi lever på. Detta är viktigt eftersom folk äntligen börjar fundera på förändrade havsnivåer, global uppvärmning och påverkan av alla dessa saker på jordbruket och befolkningen. Mycket av detta har att göra med studiet av istider. Genom dessa studier kommer vi att lära oss mekanismerna för glaciationer, och vi kan använda denna kunskap proaktivt och försöka mildra några av de förändringar som vi själva orsakar. Detta är ett av huvudresultaten och ett av målen för forskningen om istider.
Den främsta konsekvensen av istiden är förstås enorma inlandsisar. Var kommer vatten ifrån? Naturligtvis från haven. Vad händer under istider? Glaciärer bildas som ett resultat av nederbörd på land. På grund av att vattnet inte går tillbaka till havet sjunker havsnivån. Under de svåraste istiderna kan havsnivån sjunka med mer än hundra meter.