Kvartärperioden av den kenozoiska eran: djur, växter, klimat. Perioder av jordens geologiska historia. Istid. Istid När börjar istiden på jorden?

Istiden har alltid varit ett mysterium. Vi vet att han kunde krympa hela kontinenter till storleken av en frusen tundra. Vi vet att det har varit elva eller så, och de verkar hända regelbundet. Vi vet definitivt att det var mycket is. Det finns dock mycket mer i istiderna än vad man kan se.

När den senaste istiden kom hade evolutionen redan "uppfunnit" däggdjur. Djuren som bestämde sig för att avla och föröka sig under istiden var ganska stora och täckta av päls. Forskare har gett dem det vanliga namnet "megafauna" eftersom de lyckades överleva istiden. Men eftersom andra, mindre köldtåliga arter inte kunde överleva det, kändes megafaunan ganska bra.

Megafauna-växtätare är vana vid att söka föda i isiga miljöer och anpassa sig till sin miljö på en mängd olika sätt. Till exempel kan istidens noshörningar ha haft ett spadeformat horn för att ta bort snö. Rovdjur som sabeltandade tigrar, björnar med kort ansikte och förfärliga vargar (ja, Game of Thrones-vargar fanns en gång) har också anpassat sig till sin miljö. Även om tiderna var grymma, och bytet kunde mycket väl förvandla ett rovdjur till ett byte, var det mycket kött i det.

istidsmänniskor

Trots sin relativt lilla storlek och lite hår överlevde Homo sapiens i istidens kalla tundra i tusentals år. Livet var kallt och hårt, men människorna var fyndiga. Till exempel, för 15 000 år sedan, levde människor från istiden i stammar av jägare-samlare, byggde bekväma bostäder av mammutben och gjorde varma kläder av djurpäls. När det fanns gott om mat förvarades den i naturliga permafrostkylskåp.

Eftersom jaktredskap på den tiden huvudsakligen var stenknivar och pilspetsar var komplexa vapen sällsynta. För att fånga och döda enorma istidsdjur använde människor fällor. När ett djur föll i en fälla attackerade människor det i grupp och misshandlade det till döds.

Små istider

Ibland uppstod små istider mellan stora och långa. De var inte lika destruktiva, men kunde ändå orsaka svält och sjukdomar på grund av misslyckade skördar och andra biverkningar.

Den senaste av dessa små istider började någon gång mellan 1100- och 1300-talen och nådde sin topp mellan 1500 och 1850. I hundratals år var vädret på norra halvklotet jävligt kallt. I Europa frös haven regelbundet över, och bergiga länder (som Schweiz) kunde bara se på när glaciärer rörde sig och förstörde byar. Det fanns år utan sommar, och otäcka väderförhållanden påverkade alla aspekter av livet och kulturen (kanske är det därför som medeltiden verkar dyster för oss).

Vetenskapen försöker fortfarande ta reda på vad som orsakade denna lilla istid. Möjliga orsaker inkluderar en kombination av kraftig vulkanisk aktivitet och en tillfällig minskning av solenergin från solen.

varm istid

Vissa istider kan ha varit ganska varma. Marken var täckt av en enorm mängd is, men i själva verket var vädret ganska behagligt.

Ibland är händelserna som leder till en istid så allvarliga att även om de är fulla av växthusgaser (som fångar upp solens värme i atmosfären och värmer planeten), fortsätter isen att bildas eftersom, givet ett tillräckligt tjockt lager av föroreningar, kommer att reflektera solens strålar tillbaka ut i rymden. Experter säger att detta skulle förvandla jorden till en gigantisk bakad Alaska-dessert - kall på insidan (is på ytan) och varm på utsidan (varm atmosfär).

Mannen vars namn påminner om den berömda tennisspelaren var faktiskt en respekterad vetenskapsman, ett av genierna som definierade 1800-talets vetenskapliga miljö. Han anses vara en av den amerikanska vetenskapens grundare, även om han var fransman.

Förutom många andra prestationer är det tack vare Agassiz som vi vet åtminstone något om istiderna. Även om många har berört denna idé tidigare, blev vetenskapsmannen 1837 den första personen som på allvar förde in istider i vetenskapen. Hans teorier och publikationer om isfälten som täckte större delen av jorden avfärdades dåraktigt när författaren först presenterade dem. Ändå drog han inte tillbaka sina ord, och ytterligare forskning ledde så småningom till ett erkännande av hans "galna teorier".

Anmärkningsvärt nog var hans banbrytande arbete med istider och glacial aktivitet bara en hobby. Till sin yrke var han en iktyolog (studerade fisk).

Människoskapade föroreningar förhindrade nästa istid

Teorier om att istider upprepas på en semi-regelbunden basis, oavsett vad vi gör, krockar ofta med teorier om global uppvärmning. Även om de senare verkligen är auktoritativa, tror vissa att det är den globala uppvärmningen som kan vara användbar i den framtida kampen mot glaciärer.

Människoorsakade koldioxidutsläpp anses vara en väsentlig del av problemet med den globala uppvärmningen. Men de har en konstig bieffekt. Enligt forskare från University of Cambridge kan CO2-utsläppen kunna stoppa nästa istid. På vilket sätt? Även om jordens planetariska cykel hela tiden försöker starta en istid, kommer den bara att starta om halten koldioxid i atmosfären är extremt låg. Genom att pumpa ut CO2 i atmosfären kan människor av misstag ha gjort istider tillfälligt otillgängliga.

Och även om oron över den globala uppvärmningen (som också är extremt dålig) tvingar människor att minska sina CO2-utsläpp så finns det fortfarande tid. I dagsläget har vi skickat så mycket koldioxid till himlen att istiden inte kommer att starta förrän om minst 1000 år till.

Istidens växter

Det var relativt lätt för rovdjur under istiderna. De kunde trots allt alltid äta någon annan. Men vad åt växtätare?

Det visar sig att allt du ville. På den tiden fanns det många växter som kunde ha överlevt istiden. Även i de kallaste tiderna fanns stäppängs- och trädbuskeområden kvar, vilket gjorde att mammutar och andra växtätare inte kunde dö av hunger. Dessa betesmarker var fulla av växtarter som trivs i kallt, torrt väder, som granar och tallar. I varmare områden fanns det rikligt med björkar och vide. I allmänhet var klimatet på den tiden väldigt likt det sibiriska. Även om växterna troligen skilde sig allvarligt från sina moderna motsvarigheter.

Allt ovanstående betyder inte att istiderna inte förstörde en del av vegetationen. Om växten inte kunde anpassa sig till klimatet kunde den bara vandra genom fröna eller försvinna. Australien hade en gång den längsta listan av olika växter tills glaciärerna utplånade en stor del av dem.

Himalaya kan ha orsakat en istid

Berg är som regel inte kända för att aktivt orsaka något annat än enstaka jordskred - de bara står där och står. Himalaya kan motbevisa denna tro. Kanske är de direkt ansvariga för att orsaka istiden.

När landmassorna i Indien och Asien kolliderade för 40-50 miljoner år sedan, växte kollisionen massiva bergsryggar in i Himalayas bergskedja. Detta tog fram en enorm mängd "färsk" sten. Sedan började processen med kemisk erosion, som tar bort en betydande mängd koldioxid från atmosfären med tiden. Och detta kan i sin tur påverka klimatet på planeten. Atmosfären "svalnade" och orsakade en istid.

snöbollsjord

Under de flesta istider täcker inlandsisar bara en del av världen. Även en särskilt svår istid täckte, som man säger, bara omkring en tredjedel av jordklotet.

Vad är "Snowball Earth"? Den så kallade Snowball Earth.

Snowball Earth är istidernas kyliga farfar. Detta är en komplett frys som bokstavligen frös varje bit av planetens yta tills jorden frös till en enorm snöboll som flög i rymden. De få som överlevde en fullständig frysning höll sig antingen fast vid sällsynta platser med relativt lite is eller, när det gäller växter, höll sig fast vid platser där det fanns tillräckligt med solljus för fotosyntes.

Enligt vissa rapporter inträffade denna händelse minst en gång, för 716 miljoner år sedan. Men det kan finnas mer än en sådan period.

Edens trädgård

Vissa forskare tror på allvar att Edens lustgård var verklig. De säger att han var i Afrika och var den enda anledningen till att våra förfäder överlevde istiden.

För knappt 200 000 år sedan dödade en särskilt fientlig istid arter till vänster och höger. Lyckligtvis kunde en liten grupp tidiga människor överleva den fruktansvärda kylan. De snubblade över kusten som nu representeras av Sydafrika. Trots att isen skördade sin andel över hela världen förblev detta område isfritt och helt beboeligt. Hennes jord var rik på näringsämnen och gav gott om mat. Det fanns många naturliga grottor som kunde användas som skydd. För en ung art som kämpar för att överleva var det inget annat än himlen.

Den mänskliga befolkningen i "Edens trädgård" räknade bara några hundra individer. Denna teori stöds av många experter, men den saknar fortfarande avgörande bevis, inklusive studier som visar att människor har mycket mindre genetisk mångfald än de flesta andra arter.

Ryska forskare lovar att 2014 kommer världen att börja en istid. Vladimir Bashkin, chef för Gazprom VNIIGAZ-laboratoriet, och Rauf Galiullin, anställd vid Institutet för grundläggande biologiproblem vid den ryska vetenskapsakademin, hävdar att det inte kommer att bli någon global uppvärmning. Enligt forskare är varma vintrar resultatet av solens cykliska aktivitet och cykliska klimatförändringar. Denna uppvärmning har fortsatt från 1700-talet till nutid, och nästa år kommer jorden att börja svalna igen.

Den lilla istiden kommer att börja gradvis och pågå i minst två århundraden. Temperatursänkningen når sin topp i mitten av 2000-talet.

Samtidigt säger forskare att den antropogena faktorn – mänsklig påverkan på miljön – inte spelar så stor roll i klimatförändringarna som man brukar tro. Affärer inom marknadsföring, anser Bashkin och Galiullin, och löftet om kallt väder varje år är bara ett sätt att höja bränslepriset.

Pandoras ask - Den lilla istiden på 2000-talet.

Under de kommande 20-50 åren hotas vi av den lilla istiden, för det har redan hänt förut och måste komma igen. Forskare tror att början av den lilla istiden var förknippad med en avmattning i Golfströmmen runt 1300. På 1310-talet upplevde Västeuropa, att döma av krönikorna, en verklig ekologisk katastrof. Enligt den franska Matteus krönika av Paris följdes den traditionellt varma sommaren 1311 av fyra dystra och regniga somrar 1312-1315. Kraftiga regn och ovanligt hårda vintrar har dödat flera grödor och frusna fruktträdgårdar i England, Skottland, norra Frankrike och Tyskland. Vinodlingen och vinproduktionen upphörde i Skottland och norra Tyskland. Vinterfrost började drabba även norra Italien. F. Petrarch och J. Boccaccio registrerade det på XIV-talet. snö föll ofta i Italien. En direkt följd av den första fasen av MLP var den massiva hungersnöden under första hälften av 1300-talet. Indirekt - krisen i den feodala ekonomin, återupptagandet av corvee och stora bondeuppror i Västeuropa. I de ryska länderna gjorde den första fasen av MLP sig gällande i form av en serie "regniga år" på 1300-talet.

Från omkring 1370-talet började temperaturerna i Västeuropa långsamt stiga, masssvälten och missväxterna upphörde, men kalla, regniga somrar var en frekvent förekomst under hela 1400-talet. På vintern observerades ofta snöfall och frost i södra Europa. Den relativa uppvärmningen började först på 1440-talet, och den ledde omedelbart till jordbrukets framväxt. Temperaturerna från det tidigare klimatoptimum har dock inte återställts. För Väst- och Centraleuropa blev snöiga vintrar vanliga, och perioden med "gyllene höst" började i september.

Vad är det som påverkar klimatet? Det visar sig att det är solen! Tillbaka på 1700-talet, när tillräckligt kraftfulla teleskop dök upp, märkte astronomer att antalet solfläckar på solen ökade och minskade med en viss periodicitet. Detta fenomen kallas cykler av solaktivitet. De fick också reda på deras genomsnittliga varaktighet - 11 år (Schwabe-Wolf-cykeln). Senare upptäcktes också längre cykler: en 22-årig (Hale-cykel) förknippad med en förändring i polariteten hos solmagnetfältet, en "sekulär" Gleissberg-cykel som varar i cirka 80-90 år och en 200-årig (Süss-cykel ). Man tror att det till och med finns en cykel på 2400 år.

"Faktum är att längre cykler, till exempel sekulära, som modulerar amplituden av 11-årscykeln, leder till uppkomsten av storslagna minima", sa Yury Nagovitsyn. Det finns flera kända för modern vetenskap: Wolf minimum (tidigt 1300-tal), Sperer minimum (andra hälften av 1400-talet) och Maunder minimum (andra hälften av 1600-talet).

Forskare har föreslagit att slutet av den 23:e cykeln, med all sannolikhet, sammanfaller med slutet av den sekulära cykeln av solaktivitet, vars maximala var 1957. Detta bevisas i synnerhet av kurvan för de relativa vargtalen, som har närmat sig sitt lägsta märke de senaste åren. Indirekt bevis på överlagringen är 11-åringens försening. Genom att jämföra fakta insåg forskare att en kombination av faktorer tydligen indikerar ett närmar sig grandiost minimum. Därför, om solens aktivitet i den 23:e cykeln var cirka 120 relativa vargtal, borde det i nästa vara cirka 90-100 enheter, föreslår astrofysiker. Ytterligare aktivitet kommer att minska ännu mer.

Faktum är att längre cykler, till exempel sekulära, som modulerar amplituden för 11-årscykeln, leder till uppkomsten av grandiosa minima, varav den sista inträffade på 1300-talet. Vilka är konsekvenserna för jorden? Det visar sig att det var under de storslagna maxima och minima för solaktiviteten på jorden som stora temperaturavvikelser observerades.

Klimatet är en mycket komplicerad sak, det är mycket svårt att spåra alla dess förändringar, särskilt på global skala, men som forskare föreslår, bromsade växthusgaserna som för mänsklighetens livsviktiga aktivitet upp ankomsten av den lilla istiden en aning. Dessutom försenar världshavet, efter att ha samlat på sig en del av värmen under de senaste decennierna, också processen i början av den lilla istiden och avger lite av sin värme. Som det visade sig senare absorberar växtligheten på vår planet överskott av koldioxid (CO2) och metan (CH4) väl. Det huvudsakliga inflytandet på klimatet på vår planet utövas fortfarande av solen, och vi kan inte göra något åt ​​det.

Inget katastrofalt kommer naturligtvis att hända, men i det här fallet kan en del av Rysslands norra regioner bli helt olämpliga för liv, oljeproduktionen i norra Ryska federationen kan upphöra helt.

Enligt min mening kan början på en minskning av den globala temperaturen förväntas redan 2014-2015. År 2035-2045 kommer solens ljusstyrka att nå ett minimum, och efter det, med en fördröjning på 15-20 år, kommer nästa klimatminimum - en djup nedkylning av jordens klimat.

Nyheter om världens undergång » Jorden hotas av en ny istid.

Forskare förutspår en minskning av solaktiviteten som kan inträffa under de kommande 10 åren. Konsekvensen av detta kan bli en upprepning av den så kallade "lilla istiden", som inträffade på XVII-talet, skriver Times.

Enligt forskare kan frekvensen av solfläckar under de kommande åren minska avsevärt.

Cykeln för bildandet av nya solfläckar som påverkar jordens temperatur är 11 år. Emellertid antyder anställda vid American National Observatory att nästa cykel kan vara mycket sen eller inte inträffa alls. Enligt de mest optimistiska prognoserna, hävdar de, kan en ny cykel börja 2020-21.

Forskare spekulerar i om förändringen i solaktiviteten kommer att leda till en andra "Maunder Low" - en period av kraftig nedgång i solaktiviteten som varade i 70 år, från 1645 till 1715. Under denna tid, även känd som "Lilla istiden", var Themsen täckt av nästan 30 meter is, på vilken hästdragna hytter framgångsrikt reste från Whitehall till London Bridge.

Enligt forskare kan nedgången i solaktiviteten leda till att medeltemperaturen på planeten sjunker med 0,5 grader. De flesta forskare anser dock att det är för tidigt att slå larm. Under den "lilla istiden" på XVII-talet sjönk lufttemperaturen markant bara i nordvästra Europa, och även då bara med 4 grader. På resten av planeten sjönk temperaturen med bara en halv grad.

Den lilla istidens andra ankomst

Under historisk tid har Europa redan en gång upplevt en långvarig onormal nedkylning.

Onormalt hård frost som rådde i Europa i slutet av januari ledde nästan till en fullskalig kollaps i många västländer. På grund av kraftiga snöfall blockerades många motorvägar, strömförsörjningen avbröts och flygplansmottagningen på flygplatserna ställdes in. På grund av frost (i Tjeckien, till exempel, når -39 grader) ställs klasser i skolor, utställningar och sportmatcher in. Bara under de första 10 dagarna av extrem frost i Europa dog mer än 600 människor av dem.

För första gången på många år frös Donau från Svarta havet till Wien (isen där blir 15 cm tjock), vilket blockerade hundratals fartyg. För att förhindra frysning av Seine i Paris, sjösattes en isbrytare som länge stått stilla i vattnet. Is har blockerat kanalerna i Venedig och Nederländerna, i Amsterdam åker skridskoåkare och cyklister på dess frusna vattenvägar.

Situationen för det moderna Europa är extraordinär. Men när vi tittar på berömda europeiska konstverk från 1500- och 1700-talen eller i register över vädret under dessa år, får vi veta att frysningen av kanaler i Nederländerna, den venetianska lagunen eller Seine var ett ganska frekvent fenomen för den tiden . Slutet av 1700-talet var särskilt extremt.

Således kom året 1788 i minnet av Ryssland och Ukraina som den "stora vintern", åtföljd i hela deras europeiska del av "extraordinär kyla, stormar och snö". I Västeuropa noterades i december samma år en rekordtemperatur på -37 grader. Fåglar frös i farten. Den venetianska lagunen frös till, och stadsborna åkte skridskor längs hela dess längd. 1795 band isen Nederländernas stränder med sådan kraft att en hel militäreskadron intogs i den, som sedan omgavs av is från land av en fransk kavalleriskvadron. I Paris det året nådde frosten -23 grader.

Paleoklimatologer (historiker som studerar klimatförändringar) kallar perioden från andra hälften av 1500-talet till början av 1800-talet för "Lilla istiden" (A.S. Monin, Yu.A.-epoken" (E. Le Roy Ladurie "Historia) klimat sedan 1000". L., 1971). De noterar att det under den perioden inte var individuella kalla vintrar, utan i allmänhet en minskning av temperaturen på jorden.

Le Roy Ladurie analyserade data om expansionen av glaciärer i Alperna och Karpaterna. Han pekar på följande faktum: guldgruvorna som utvecklades i mitten av 1400-talet i Höga Tatra 1570 var täckta med is 20 m tjock, på 1700-talet var isens tjocklek där redan 100 m. År 1875, trots den utbredda reträtten under hela 1800-talet och glaciärernas avsmältning var glaciärens tjocklek över de medeltida gruvorna i Höga Tatra fortfarande 40 m. Samtidigt, som den franske paleoklimatologen konstaterar, började glaciärernas uppkomst i franska alperna. I kommunen Chamonix-Mont-Blanc, i bergen i Savojen, började "glaciärernas framfart definitivt 1570-1580."

Le Roy Ladurie ger liknande exempel med exakta datum på andra platser i Alperna. I Schweiz går bevis på expansionen av en glaciär i schweiziska Grindelwald tillbaka till 1588, och 1589 blockerade en glaciär som gick ner från bergen Saasflodens dalgång. I Pennine Alperna (i Italien nära gränsen till Schweiz och Frankrike) 1594–1595 noterades också en märkbar expansion av glaciärer. "I östra alperna (Tyrolen, etc.), framskrider glaciärer på samma sätt och samtidigt. Den första informationen om detta går tillbaka till 1595, skriver Le Roy Ladurie. Och han tillägger: "Åren 1599-1600 nådde glaciärutvecklingskurvan sin topp för hela regionen Alperna." Sedan dess har oändliga klagomål från invånarna i bergsbyar dykt upp i skriftliga källor om att glaciärer begraver sina betesmarker, åkrar och hus under dem och på så sätt raderar hela bosättningar från jordens yta. Under XVII-talet fortsätter expansionen av glaciärer.

Detta överensstämmer med expansionen av glaciärer på Island, med början från slutet av 1500-talet och under hela 1600-talet framskridande mot bosättningar. Som ett resultat, säger Le Roy Ladurie, "skandinaviska glaciärer, synkront med alpina glaciärer och glaciärer från andra regioner i världen, har upplevt det första, väldefinierade historiska maximum sedan 1695", och "under följande år kommer de att börja avancera på nytt." Detta fortsatte fram till mitten av 1700-talet.

Tjockleken på glaciärerna under dessa århundraden kan verkligen kallas historisk. På grafen över förändringar i tjockleken på glaciärer på Island och Norge under de senaste 10 tusen åren, publicerad i boken av Andrey Monin och Yuri Shishkov "The History of Climate", ses det tydligt hur tjockleken på glaciärer, som började att växa omkring 1600, 1750 nådde den nivå som glaciärerna höll i Europa under perioden 8-5 tusen år f.Kr.

Är det konstigt att samtida sedan 1560-talet har registrerat i Europa om och om igen extraordinära kalla vintrar, som åtföljdes av frysning av stora floder och reservoarer? Dessa fall anges till exempel i boken av Yevgeny Borisenkov och Vasily Pasetsky "A Millennial Chronicle of Unusual Natural Phenomena" (M., 1988). I december 1564 frös den mäktiga Schelde i Nederländerna helt över och stod under isen till slutet av första veckan i januari 1565. Samma kalla vinter upprepades 1594/95, då Schelde och Rhen frös till. Havet och sunden frös: 1580 och 1658 - Östersjön, 1620/21 - Svarta havet och Bosporensundet, 1659 - Stora Bältsundet mellan Östersjön och Nordsjön (vars minsta bredd är 3,7 km) ).

Slutet av 1600-talet, när enligt Le Roy Ladurie glaciärernas tjocklek i Europa når ett historiskt maximum, präglades av missväxt på grund av långvarig hård frost. Som noterats i boken av Borisenkov och Pasetsky: "Åren 1692-1699 präglades i Västeuropa av kontinuerliga missväxter och hungerstrejker."

En av den lilla istidens värsta vintrar inträffade i januari-februari 1709. När du läser beskrivningen av dessa historiska händelser, prövar du dem ofrivilligt på moderna: "Från en extraordinär förkylning, som varken farfäder eller farfarsfäder kom ihåg ... invånarna i Ryssland och Västeuropa dog. Fåglar som flög genom luften frös. I Europa dog i allmänhet många tusen människor, djur och träd. I närheten av Venedig var Adriatiska havet täckt av stillastående is. Englands kustvatten var täckt med is. Fryst Seine, Thames. Isen på Meusefloden nådde 1,5 m. Frosten var lika stor i den östra delen av Nordamerika. Vintrarna 1739/40, 1787/88 och 1788/89 var inte mindre stränga.

På 1800-talet gav den lilla istiden vika för uppvärmning och hårda vintrar är ett minne blott. Kommer han tillbaka nu?

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), den kryogeniska glaciationen (720-635 miljoner år sedan), Andinska Sahara (450-420 miljoner år sedan), den sena paleozoiska glaciationen (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 jämfört med idag.

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 regn 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 klart att tidigare glaciärer var av 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 område av ​vetenskap 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, glaciärsjöar 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 glaciärsjö 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 ocean-atmosfärsmaskinen, 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 på grund av 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 interglaciala epoken, som var lika varm som den nuvarande, varade cirka 125 000 år och sedan kom en lång isepok, 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 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 ta ytterligare 50 miljoner år i framtiden tills betydande förändringar inträffar som gör att jorden kan ta sig 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 tänka på förändrade havsnivåer, global uppvärmning och alla dessa sakers inverkan på jordbruket och befolkningen. Mycket av detta har att göra med studiet av istider. Genom dessa studier kommer vi att lära oss mekanismerna för glaciation, och vi kan använda denna kunskap proaktivt i ett försök att 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.

Stor kvartär glaciation

Geologer har delat in hela jordens geologiska historia, som har pågått i flera miljarder år, i epoker och perioder. Den sista av dessa, som fortsätter till denna dag, är kvartärperioden. Det började för nästan en miljon år sedan och präglades av den omfattande utbredningen av glaciärer på jordklotet - jordens stora istid.

Tjocka inlandsisar täckte den norra delen av den nordamerikanska kontinenten, en betydande del av Europa, och möjligen även Sibirien (fig. 10). På södra halvklotet, under isen, som nu, låg hela den antarktiska kontinenten. Det fanns mer is på den - ytan på inlandsisen steg 300 m över sin nuvarande nivå. Men som tidigare var Antarktis omgivet på alla sidor av ett djupt hav, och isen kunde inte röra sig norrut. Havet förhindrade tillväxten av den antarktiska jätten, och de kontinentala glaciärerna på norra halvklotet spred sig söderut och förvandlade blommande utrymmen till en isig öken.

Människan är i samma ålder som den stora kvartära isisen på jorden. Hans första förfäder - apfolk - dök upp i början av kvartärperioden. Därför föreslog vissa geologer, särskilt den ryske geologen A.P. Pavlov, att kalla kvartärperioden antropogen (på grekiska "antropos" - en man). Det gick flera hundra tusen år innan människan fick sitt moderna utseende.Glaciärernas uppkomst försämrade klimatet och levnadsvillkoren för forntida människor som var tvungna att anpassa sig till den hårda naturen omkring dem. Människor var tvungna att leva ett fastställt sätt att leva, bygga bostäder, uppfinna kläder, använda eld.

Efter att ha nått den största utvecklingen för 250 tusen år sedan började de kvartära glaciärerna gradvis att krympa. Istiden var inte enad under kvartären. Många forskare tror att under denna tid försvann glaciärerna helt minst tre gånger, vilket gav plats för interglaciala epoker, när klimatet var varmare än nu. Dessa varma epoker ersattes dock av kylningsperioder och glaciärer spred sig igen. Nu lever vi, tydligen, i slutet av det fjärde stadiet av den kvartära glaciationen. Efter Europas och Amerikas befrielse från under isen började dessa kontinenter att resa sig - så reagerade jordskorpan på försvinnandet av den glaciala lasten som hade tryckt på den i många tusen år.

Glaciärerna "lämnade", och efter dem spreds växtlighet, djur norrut och slutligen bosatte sig människor. Eftersom glaciärerna drog sig tillbaka ojämnt på olika ställen bosatte sig också mänskligheten ojämnt.

Glaciärerna drog sig tillbaka och lämnade efter sig utjämnade stenar - "vädurs pannor" och stenblock täckta med kläckning. Denna kläckning bildas från rörelsen av is på ytan av stenarna. Den kan användas för att avgöra i vilken riktning glaciären rörde sig. Det klassiska området för manifestation av dessa egenskaper är Finland. Glaciären drog sig tillbaka härifrån ganska nyligen, för mindre än tio tusen år sedan. Det moderna Finland är landet med otaliga sjöar som ligger i grunda sänkor, mellan vilka låga "lockiga" stenar reser sig (bild 11). Här påminner allt om glaciärernas forna storhet, deras rörelse och enorma destruktiva arbete. Blunda och du föreställer dig genast hur långsamt, år efter år, sekel efter sekel, en mäktig glaciär smyger sig hit, hur den plöjer sin bädd, bryter av enorma granitblock och för dem söderut, mot den ryska slätten. Det är ingen slump att det var i Finland som P. A. Kropotkin tänkte på problemen med glaciationen, samlade in en massa olika fakta och lyckades lägga grunden till teorin om istiden på jorden.

Det finns liknande hörn i andra "änden" av jorden - i Antarktis; inte långt från byn Mirny, till exempel, ligger "oasen" Banger - ett fritt isfritt landområde på 600 km2. När du flyger över den reser sig små kaotiska kullar under flygplanets vingar, och mellan dem ormar sig bisarrt formade sjöar. Allt är detsamma som i Finland och ... det ser inte alls ut som det, för i Bangers "oas" finns det ingen huvudsak - livet. Inte ett enda träd, inte ett enda grässtrå - bara lavar på klipporna och alger i sjöarna. Förmodligen var alla territorier som nyligen befriats från under isen en gång i tiden samma som denna "oas". Glaciären lämnade ytan av "oasen" Bunger för bara några tusen år sedan.

Den kvartära glaciären sträckte sig också till den ryska slättens territorium. Här avtog isens rörelse, den började smälta mer och mer, och någonstans i stället för den moderna Dnepr och Don strömmade kraftfulla strömmar av smältvatten från under kanten av glaciären. Här passerade gränsen för dess maximala utbredning. Senare, på den ryska slätten, hittades många rester av spridningen av glaciärer, och framför allt stora stenblock, som de som ofta möttes på vägen för ryska episka hjältar. I tankarna stannade hjältarna från gamla sagor och epos vid ett sådant stenblock innan de valde sin långa väg: höger, vänster eller gå rakt. Dessa stenblock har länge väckt fantasin hos människor som inte kunde förstå hur sådana kolosser hamnade på en slätt bland täta skogar eller oändliga ängar. De kom på olika fantastiska skäl, och det var en "global översvämning", under vilken havet påstås ha fört dessa stenblock. Men allt förklarades mycket enklare - ett enormt flöde av is med en tjocklek på flera hundra meter kostade ingenting att "flytta" dessa stenblock tusen kilometer.

Nästan halvvägs mellan Leningrad och Moskva finns en pittoresk kuperad sjöregion - Valdai Upland. Här, bland de täta barrskogarna och plöjda fälten, plaskar vattnet i många sjöar: Valdai, Seliger, Uzhino och andra. Dessa sjöars stränder är indragna, de har många öar, tätt bevuxna med skogar. Det var här som gränsen för den sista utbredningen av glaciärer på den ryska slätten passerade. Det var glaciärerna som lämnade efter sig märkliga oformliga kullar, sänkorna mellan dem fylldes med sitt smältvatten och därefter fick växterna arbeta hårt för att skapa goda livsvillkor för sig själva.

Om orsakerna till de stora nedisningarna

Så glaciärer på jorden var inte alltid. Även i Antarktis har man hittat kol – ett säkert tecken på att det rådde ett varmt och fuktigt klimat med rik vegetation. Samtidigt vittnar geologiska data om att de stora istiderna upprepades på jorden upprepade gånger vart 180-200 miljoner år. De mest karakteristiska spåren av glaciation på jorden är speciella bergarter - tillites, det vill säga de förstenade resterna av gamla glaciärmoräner, bestående av en lermassa med inkluderandet av stora och små kläckta stenblock. Individuella tjocklekar av tillites kan nå tiotals och till och med hundratals meter.

Orsakerna till sådana stora klimatförändringar och förekomsten av jordens stora istider är fortfarande ett mysterium. Många hypoteser har lagts fram, men ingen av dem kan ännu göra anspråk på rollen som en vetenskaplig teori. Många forskare har letat efter orsaken till nedkylningen utanför jorden och lagt fram astronomiska hypoteser. En av hypoteserna är att glaciation uppstod när, på grund av fluktuationer i avståndet mellan jorden och solen, mängden solvärme som jorden tog emot förändrades. Detta avstånd beror på naturen av jordens rörelse i dess omloppsbana runt solen. Det antogs att glaciationen inträdde när vintern föll på aphelion, d.v.s. den punkt i den omloppsbana som är längst bort från solen, vid den maximala förlängningen av jordens omloppsbana.

Nyligen genomförda studier av astronomer har dock visat att en förändring i mängden solstrålning som träffar jorden enbart inte är tillräckligt för att orsaka en istid, även om en sådan förändring borde få sina konsekvenser.

Utvecklingen av glaciation är också förknippad med fluktuationer i själva solens aktivitet. Heliofysiker har länge fått reda på att mörka fläckar, fläckar, utskjutningar dyker upp regelbundet på solen och till och med lärt sig hur man förutsäger deras förekomst. Det visade sig att solaktiviteten ändras med jämna mellanrum; det finns perioder av olika varaktighet: 2-3, 5-6, 11, 22 och ungefär hundra år. Det kan hända att klimaxen för flera perioder av olika varaktighet kommer att sammanfalla, och solaktiviteten kommer att vara särskilt stor. Så, till exempel, var det 1957 - precis under det internationella geofysiska året. Men det kan vara tvärtom – flera perioder med minskad solaktivitet kommer att sammanfalla. Detta kan orsaka utveckling av glaciation. Som vi kommer att se senare återspeglas sådana förändringar i solaktiviteten i glaciärernas aktivitet, men det är osannolikt att de orsakar en stor nedisning av jorden.

En annan grupp av astronomiska hypoteser kan kallas kosmiska. Dessa är antaganden om att jordens kylning påverkas av olika delar av universum som jorden passerar genom och rör sig i rymden tillsammans med hela galaxen. Vissa tror att nedkylningen sker när jorden "flyter" delar av världsrymden fylld med gas. Andra är när det passerar genom moln av kosmiskt damm. Ytterligare andra hävdar att "rymdvinter" på jorden inträffar när jordklotet befinner sig i apogalaktia - punkten längst bort från den del av vår galax där flest stjärnor finns. På det nuvarande stadiet av vetenskapens utveckling är det inte möjligt att stödja alla dessa hypoteser med fakta.

De mest fruktbara hypoteserna är de där orsaken till klimatförändringarna antas vara på jorden själv. Enligt många forskare kan nedkylningen som orsakar glaciation uppstå som ett resultat av förändringar i läget för land och hav, under påverkan av kontinenternas rörelser, på grund av en förändring i havsströmmarnas riktning (till exempel Golfströmmen avleddes tidigare av en landavsats som sträckte sig från Newfoundland till Gröna öarna). Det finns en allmänt känd hypotes enligt vilken under epokerna av bergsbyggande på jorden föll stora massor av kontinenter som reste sig upp i högre skikt av atmosfären, kyldes ner och blev platser för glaciärers födelse. Enligt denna hypotes är epoker av glaciation förknippade med epoker av bergsbyggnad, dessutom är de betingade av dem.

Klimatet kan förändras avsevärt till följd av en förändring av jordaxelns lutning och polernas rörelse, samt på grund av fluktuationer i atmosfärens sammansättning: det finns mer vulkaniskt stoft eller mindre koldioxid i atmosfären , och jorden blir mycket kallare. Nyligen har forskare börjat associera utseendet och utvecklingen av glaciation på jorden med omstruktureringen av den atmosfäriska cirkulationen. När, under samma klimatiska bakgrund av jordklotet, för mycket nederbörd faller i enskilda bergsregioner, uppstår glaciation där.

För några år sedan lade de amerikanska geologerna Ewing och Donn fram en ny hypotes. De föreslog att Ishavet, nu täckt av is, tinade ibland. I det här fallet skedde en ökad avdunstning från ytan av det arktiska havet, som var fritt från is, och fuktiga luftflöden riktades mot polarområdena i Amerika och Eurasien. Här, ovanför jordens kalla yta, föll rikligt med snö från fuktiga luftmassor, som inte hann smälta över sommaren. Sålunda dök inlandsisar upp på kontinenterna. De spred sig neråt norrut och omgav Arktiska havet med en isring. Som ett resultat av omvandlingen av en del av fukten till is, sjönk nivån på världshaven med 90 m, det varma Atlanten upphörde att kommunicera med Ishavet, och det frös gradvis. Avdunstning från dess yta upphörde, mindre snö började falla på kontinenterna och näringen av glaciärer försämrades. Sedan började inlandsisarna tina, minska i storlek och nivån på världshaven steg. Återigen började Ishavet kommunicera med Atlanten, dess vatten värmdes upp och istäcket på dess yta började gradvis försvinna. Cykeln för utveckling av glaciationen började från början.

Denna hypotes förklarar vissa fakta, i synnerhet flera framsteg av glaciärer under kvartärperioden, men den svarar inte heller på huvudfrågan: vad är orsaken till jordens istider.

Så vi vet fortfarande inte orsakerna till jordens stora istider. Med en tillräcklig grad av säkerhet kan vi bara tala om den sista nedisningen. Vanligtvis krymper glaciärer ojämnt. Det finns perioder då deras reträtt är mycket försenad, och ibland går de snabbt framåt. Det noteras att sådana svängningar av glaciärer förekommer periodiskt. Den längsta perioden av växling mellan retreater och framsteg varar i många århundraden.

Vissa forskare tror att klimatförändringarna på jorden, som är förknippade med utvecklingen av glaciärer, beror på jordens, solens och månens relativa position. När dessa tre himlakroppar befinner sig i samma plan och på samma räta linje ökar tidvattnet på jorden kraftigt, cirkulationen av vatten i haven och luftmassornas rörelse i atmosfären förändras. I slutändan finns det en liten ökning av nederbörden och en minskning av temperaturen runt om i världen, vilket leder till tillväxten av glaciärer. En sådan ökning av jordens fuktning upprepas vart 1800-1900 år. De två senaste sådana perioderna var på 400-talet. före Kristus e. och första hälften av 1400-talet. n. e. Tvärtom, i intervallet mellan dessa två maxima bör förutsättningarna för glaciärernas utveckling vara mindre gynnsamma.

På samma grund kan man anta att i vår moderna tid måste glaciärer dra sig tillbaka. Låt oss se hur glaciärer faktiskt betedde sig under det senaste årtusendet.

Utveckling av glaciationen under det senaste årtusendet

På X-talet. Islänningar och normander, som seglade längs de norra haven, upptäckte södra spetsen av en ofantligt stor ö, vars stränder var bevuxna med tjockt gräs och höga buskar. Detta imponerade så mycket på sjömännen att de döpte ön till Grönland, vilket betyder "Grönt land".

Varför var då den mest isiga ön på jordklotet så blomstrande på den tiden? Uppenbarligen ledde det dåvarande klimatets egenheter till att glaciärerna drog sig tillbaka, att havsisen smälte i de norra haven. Normanderna kunde passera fritt från Europa till Grönland på små fartyg. Bosättningar grundades vid öns kust, men de varade inte länge. Glaciärerna började flytta fram igen, "istäcket" i de norra haven ökade och försöken att nå Grönland under de efterföljande århundradena slutade vanligtvis i misslyckande.

I slutet av det första årtusendet av vår tideräkning drog sig även bergsglaciärerna i Alperna, Kaukasus, Skandinavien och Island kraftigt tillbaka. Vissa pass, som tidigare var upptagna av glaciärer, blev framkomliga. De från glaciärer befriade markerna började odlas. Prof. G. K. Tushinsky undersökte nyligen ruinerna av bosättningarna i Alans (ossetiernas förfäder) i västra Kaukasus. Det visade sig att många byggnader med anor från 900-talet ligger på platser som numera är helt olämpliga för boende på grund av täta och destruktiva laviner. Det betyder att för tusen år sedan "flyttade" sig inte bara glaciärer närmare bergsryggarna, utan här gick heller inte laviner ner. Men i framtiden blev vintrarna hårdare och snöiga, laviner började falla närmare bostadshus. Alanerna var tvungna att bygga speciella lavindammar, deras rester kan ses än idag. Till slut visade det sig att det var omöjligt att bo i de forna byarna och högländarna fick slå sig ner i dalarna.

Början av 1400-talet närmade sig. Levnadsförhållandena blev allt svårare och våra förfäder, som inte förstod orsakerna till en sådan köldknäpp, var mycket oroliga för sin framtid. Allt oftare dyker upp uppgifter om kalla och svåra år i annalerna. I Tverkrönikan kan man läsa: "På sommaren 6916 (1408) ... men då var vintern hård och mycket kall, snöig för mycket", eller "På sommaren 6920 (1412) var vintern mycket snörik , och därför var det på våren, vattnet är stort och starkt." Novgorodkrönikan säger: "På sommaren 7031 (1523) ... samma vår, på treenighetsdagen, föll ett stort snömoln och snö låg på marken i fyra dagar, men magen, hästarna och korna frös till. mycket, och fåglarna dog i skogen". På Grönland, på grund av början av kylning i mitten av XIV-talet. upphörde att ägna sig åt boskapsuppfödning och jordbruk; förbindelsen mellan Skandinavien och Grönland bröts på grund av överflöd av havsis i de norra haven. Vissa år frös Östersjön och till och med Adriatiska havet. Från 1400- till 1600-talet bergsglaciärer avancerade i Alperna och Kaukasus.

Den sista stora framryckningen av glaciärer går tillbaka till mitten av förra seklet. I många bergiga länder har de kommit ganska långt. När han reste i Kaukasus upptäckte G. Abikh 1849 spår av en av Elbrus-glaciärernas snabba framfart. Denna glaciär har invaderat en tallskog. Många träd var krossade och låg på ytan av isen eller stack genom glaciärens kropp, och deras kronor var helt gröna. Dokument har bevarats som berättar om frekventa isskred från Kazbek under andra hälften av 1800-talet. Ibland, på grund av dessa jordskred, var det omöjligt att köra längs Georgian Military Highway. Spår av snabba framsteg av glaciärer vid denna tid är kända i nästan alla bebodda bergsländer: i Alperna, i västra Nordamerika, i Altai, i Centralasien, såväl som i det sovjetiska Arktis och på Grönland.

Med tillkomsten av 1900-talet börjar den globala uppvärmningen nästan överallt. Det är förknippat med en gradvis ökning av solaktiviteten. Den senaste maximala solaktiviteten var 1957-1958. Under dessa år observerades ett stort antal solfläckar och extremt starka solflammor. I mitten av vårt sekel sammanföll maxima för tre cykler av solaktivitet - elva år, sekulär och supersekulär. Man ska inte tro att solens ökade aktivitet leder till en ökning av värmen på jorden. Nej, den så kallade solkonstanten, det vill säga värdet som visar hur mycket värme som kommer till varje sektion av atmosfärens övre gräns, förblir oförändrad. Men flödet av laddade partiklar från solen till jorden och solens totala påverkan på vår planet ökar, och intensiteten av atmosfärisk cirkulation över hela jorden ökar. Strömmar av varm och fuktig luft från tropiska breddgrader rusar till polarområdena. Och detta leder till en ganska kraftig uppvärmning. I polarområdena värms det upp kraftigt, och sedan blir det varmare över hela jorden.

Under 20-30-talet av vårt sekel ökade den genomsnittliga årliga lufttemperaturen i Arktis med 2-4°. Havsisgränsen har flyttats norrut. Den norra sjövägen har blivit mer framkomlig för fartyg, perioden med polarnavigering har förlängts. Glaciärerna i Franz Josef Land, Novaja Zemlja och andra arktiska öar har dragit sig tillbaka snabbt under de senaste 30 åren. Det var under dessa år som en av de sista arktiska ishyllorna, belägen på Ellesmere Land, kollapsade. I vår tid drar sig glaciärer tillbaka i de allra flesta bergiga länder.

För några år sedan kunde nästan ingenting sägas om karaktären av temperaturförändringar i Antarktis: det fanns för få meteorologiska stationer och det fanns nästan inga expeditionsstudier. Men efter att ha summerat resultaten av det internationella geofysiska året blev det klart att i Antarktis, som i Arktis, under första hälften av 1900-talet. lufttemperaturen steg. Det finns några intressanta bevis för detta.

Den äldsta antarktiska stationen är Little America på Ross Ice Shelf. Här, från 1911 till 1957, ökade medeltemperaturen på årsbasis med mer än 3°. På Queen Mary Land (inom området för modern sovjetisk forskning) under perioden från 1912 (när den australiensiska expeditionen ledd av D. Mawson forskade här) till 1959, ökade den årliga medeltemperaturen med 3,6°C.

Vi har redan sagt att på ett djup av 15-20 m i tjockleken av snö och firn bör temperaturen motsvara den genomsnittliga årstemperaturen. Men i verkligheten, vid vissa stationer i inlandet, visade sig temperaturen på dessa djup i brunnarna vara 1,3-1,8° lägre än den genomsnittliga årstemperaturen under flera år. Intressant nog fortsatte temperaturen att sjunka när man gick djupare in i dessa borrhål (upp till ett djup av 170 m), medan temperaturen på stenarna vanligtvis blir högre med ökande djup. Detta ovanliga temperaturfall på inlandsisen är en återspegling av det kallare klimatet under de år då snön lades ner, nu på flera tiotals meters djup. Slutligen är det mycket indikativt att den yttersta gränsen för utbredningen av isberg i södra oceanen nu ligger 10-15 ° söder om latitud jämfört med 1888-1897.

Det verkar som att en så betydande temperaturökning under flera decennier skulle leda till att de antarktiska glaciärerna drar sig tillbaka. Men det är här "antarktis svårigheter" börjar. De beror dels på att vi fortfarande vet för lite om den, dels på iskolossens stora originalitet, som är helt annorlunda än de berg och arktiska glaciärer vi är vana vid. Låt oss försöka ta reda på vad som händer nu i Antarktis, och för detta kommer vi att lära känna det bättre.