V historii Země byla dlouhá období, kdy byla celá planeta teplá - od rovníku po póly. Byly však také časy tak chladné, že ledovce dosáhly oblastí, které jsou v současné době klasifikovány jako mírné zóny. S největší pravděpodobností byla změna těchto období cyklická. V teplých časech mohlo být poměrně málo ledu a objevilo se to pouze v polárních oblastech nebo na vrcholcích hor. Důležitým rysem doby ledové je to, že mění povahu zemského povrchu: každé zaľadnění ovlivňuje vzhled země. Tyto změny mohou být samy o sobě malé a nevýznamné, jsou však trvalé.
Historie doby ledové
Nevíme přesně, kolik ledových dob bylo v dějinách Země. Známe nejméně pět, možná sedm ledových věků, počínaje Precambrianem, zejména: před 700 miliony let, před 450 miliony let (ordovické období), před 300 milióny let - permiankarbonské zalednění, jeden z největších ledových věků. ovlivňující jižní kontinenty. Jižní kontinenty se týkají tzv. Gondwany - starodávného superkontinentu, který zahrnoval Antarktidu, Austrálii, Jižní Ameriku, Indii a Afriku.
Poslední zalednění se vztahuje k období, ve kterém žijeme. Kvartérní období cenozoické éry začalo asi před 2,5 miliony let, kdy se k moři dostali ledovce na severní polokouli. Ale první známky tohoto zaľadnění se datují před 50 miliony let v Antarktidě.
Struktura každé doby ledové je periodická: existuje relativně krátká teplá éra a delší období námrazy. Chladná kouzla samozřejmě nejsou výsledkem samotného zaľadnění. Zaľadnění je nejviditelnějším důsledkem chladných období. Existují však poměrně dlouhé intervaly, které jsou navzdory nepřítomnosti ledovců velmi chladné. Dnes jsou příklady takových oblastí Aljaška nebo Sibiř, kde je v zimě velmi chladno, ale nedochází k zaľadnění, protože není dostatek srážek, aby poskytly dostatek vody pro vytvoření ledovců.
Objev ledových věků
Propagační video:
Víme, že od poloviny 19. století existují na Zemi doby ledové. Mezi mnoha jmény spojenými s objevem tohoto jevu se obvykle jmenuje Louis Agassiz, švýcarský geolog, který žil v polovině 19. století. Studoval ledovce Alp a uvědomil si, že byly kdysi mnohem rozsáhlejší než dnes. Nejen, že si toho všiml. Tuto skutečnost poznamenal zejména Jean de Charpentier, další Švýcar.
Není divu, že tyto objevy vznikly hlavně ve Švýcarsku, protože v Alpách stále existují ledovce, i když se tají poměrně rychle. Je snadné vidět, že jakmile byly ledovce mnohem větší - stačí se podívat na švýcarskou krajinu, koryto (ledovcová údolí) atd. Nicméně, to bylo Agassiz kdo nejprve předložil tuto teorii v 1840, publikovat to v knize Étude sur les glaciers, a pozdnější, v 1844, on vyvinul tuto myšlenku v knize Système glaciare. Přes počáteční skepticismus si lidé postupem času začali uvědomovat, že to byla pravda.
S příchodem geologického mapování, zejména v severní Evropě, vyšlo najevo, že ledovce bývají obrovské. V té době probíhala rozsáhlá diskuse o tom, jak se tyto informace týkají potopy, protože došlo ke konfliktu mezi geologickým důkazem a biblickým učením. Ledovcové vklady byly původně nazývány deluviální, protože byly považovány za důkaz povodně. Teprve později se ukázalo, že takové vysvětlení se nehodí: tato ložiska byla důkazem chladného podnebí a rozsáhlého zaľadnění. Začátkem dvacátého století vyšlo najevo, že existuje mnoho ledovců a ne jeden, a od této chvíle se tato oblast vědy začala rozvíjet.
Ice Age Research
Geologický důkaz doby ledové je znám. Hlavní důkaz pro ledovce pochází z charakteristických ložisek tvořených ledovci. Jsou zachovány v geologické části ve formě silně uspořádaných vrstev zvláštních ložisek (sedimentů) - diamictonu. Jde pouze o ledovcové akumulace, ale zahrnují nejen ložiska ledovců, ale také úrazy roztavené vody vytvořené jejími toky, ledovcovými jezery nebo ledovci, které se pohybují do moře.
Existuje několik forem ledovcových jezer. Jejich hlavní rozdíl je v tom, že jsou to vodní útvary obklopené ledem. Například, pokud máme ledovec, který stoupá do říčního údolí, pak blokuje údolí jako korek v láhvi. Přirozeně, když led blokuje údolí, řeka stále teče a hladina vody stoupá, dokud nepřetéká okraje. Přímým kontaktem s ledem se tak vytvoří ledovcové jezero. V jezerech, která můžeme identifikovat, jsou obsaženy určité sedimenty.
Vzhledem k tomu, jak se ledovce tají, se v závislosti na sezónních teplotních teplotách každý rok tání ledu. To vede k každoročnímu nárůstu drobných sedimentů padajících z ledu do jezera. Když se podíváme do jezera, vidíme tam vrstvení (rytmické vrstvené sedimenty), které jsou také známé pod švédským názvem varve, což znamená roční akumulaci. Takto můžeme skutečně vidět roční vrstvení v ledovcových jezerech. Můžeme dokonce spočítat tyto ostny a zjistit, jak dlouho toto jezero existuje. Obecně lze pomocí tohoto materiálu získat spoustu informací.
V Antarktidě vidíme obrovské ledové police, které sestupují z pevniny na moře. A přirozeně led pluje, takže zůstává na vodě. Jak se vznáší, nese s sebou oblázky a drobná ložiska. V důsledku tepelného účinku vody se led roztaví a zlikviduje tento materiál. To vede ke vzniku procesu tzv. Raftingu hornin, které jdou do oceánu. Když vidíme fosilní ložiska z tohoto období, můžeme zjistit, kde byl ledovec, jak daleko se táhl a tak dále.
Příčiny ledovců
Vědci se domnívají, že ledové věky se vyskytují, protože klima Země závisí na nerovnoměrném zahřátí jeho povrchu Sluncem. Tak například rovníkové oblasti, kde je Slunce téměř svisle nad hlavou, jsou nejteplejší zóny a polární oblasti, kde je ve velkém úhlu k povrchu, jsou nejchladnější. To znamená, že rozdíl v zahřívání různých částí zemského povrchu pohání oceánský atmosférický stroj, který se neustále snaží přenášet teplo z rovníkových oblastí na póly.
Pokud by Země byla obyčejnou koulí, byl by tento přenos velmi účinný a kontrast mezi rovníkem a póly je velmi malý. Tak tomu bylo v minulosti. Protože ale nyní existují kontinenty, dostávají se do cesty tomuto oběhu a struktura jeho toků se stává velmi složitou. Jednoduché proudy jsou omezovány a měněny - z velké části kvůli horám, což vede k cirkulačním modelům, které dnes vidíme a které řídí obchodní větry a mořské proudy. Například jedna z teorií o tom, proč doba ledová začala před 2,5 miliony let, spojuje tento jev se vzestupem himálajských hor. Himálaje stále rostou velmi rychle a ukázalo se, že existence těchto hor ve velmi teplé části Země ovládá věci jako monzunový systém. Začátek kvartérní doby ledové je také spojen s uzavřením Panamského Isthmu,který spojuje sever a jih Ameriky, což znemožnilo přenos tepla z rovníkového Pacifiku do Atlantiku.
Pokud by umístění kontinentů vůči sobě navzájem a vůči rovníku umožnilo efektivní cirkulaci, pak by na pólech bylo teplo a na celém zemském povrchu by přetrvávaly relativně teplé podmínky. Množství tepla přijímaného Zemí by bylo konstantní a jen nepatrně kolísalo. Ale protože naše kontinenty vytvářejí vážné překážky oběhu mezi severem a jihem, zaznamenali jsme klimatické zóny. To znamená, že póly jsou relativně chladné a rovníkové oblasti jsou teplé. Když se všechno děje tak, jak je nyní, Země se může měnit v důsledku kolísání množství slunečního tepla, které přijímá.
Tyto variace jsou téměř zcela konstantní. Důvodem je to, že v průběhu času se zemská osa mění, stejně jako orbita Země. Při tak komplexním klimatickém členění by mohly orbitální změny přispět k dlouhodobým změnám klimatu, což by mělo za následek kolísání klimatu. Z tohoto důvodu nemáme nepřetržitou námrazu, ale období námrazy, přerušené teplými obdobími. To se děje pod vlivem orbitálních změn. Poslední orbitální změny jsou považovány za tři samostatné události: jedna 20 000 let, druhá 40 000 let a třetí 100 000 let stará.
To vedlo k odchylkám ve struktuře cyklických klimatických změn během doby ledové. Námraza s největší pravděpodobností vznikla během tohoto cyklického období 100 000 let. Poslední interglaciální éra, která byla stejně teplá jako ta současná, trvala asi 125 tisíc let, a pak přišla dlouhá doba ledová, která trvala asi 100 tisíc let. Nyní žijeme v jiné interglaciální éře. Toto období nebude trvat věčně, takže na nás čeká příští ledová doba.
Proč končí doba ledová
Orbitální změny mění klima a ukázalo se, že doba ledová se vyznačuje střídáním chladných období, které mohou trvat až 100 tisíc let, a teplých období. Říkáme jim glaciální (glaciální) a interglaciální (interglaciální) éry. Meziglaciální éra je obvykle charakterizována přibližně stejnými podmínkami, jaké pozorujeme dnes: vysokou hladinou moře, omezenou oblastí námrazy a tak dále. Přirozeně a nyní jsou v Antarktidě, Grónsku a dalších podobných místech ledovce. Obecně jsou však klimatické podmínky relativně teplé. To je podstata interglaciálu: vysoká hladina moře, teplé teplotní podmínky a obecně docela rovnoměrné klima.
Ale během doby ledové se průměrná roční teplota významně mění, vegetativní zóny jsou v závislosti na polokouli nuceny pohybovat na sever nebo na jih. Oblasti jako Moskva nebo Cambridge se stávají neobývanými, alespoň v zimě. Přestože mohou být v létě osídleni kvůli silnému kontrastu mezi ročními obdobími. Co se však ve skutečnosti děje: Chladné zóny se výrazně rozšiřují, průměrná roční teplota klesá a celkové klimatické podmínky jsou velmi chladné. Zatímco největší glaciální události jsou časově relativně omezené (asi kolem 10 000 let), celé dlouhé chladné kouzlo může trvat 100 000 a více let. Takto vypadá glaciální interglaciální cyklicita.
Vzhledem k délce každého období je těžké říci, kdy opustíme současnou éru. Toto je kvůli talektonické tektonice, umístění kontinentů na zemském povrchu. V současné době jsou izolovány severní pól a jižní pól: Antarktida je u jižního pólu a Severního ledového oceánu na severu. Z tohoto důvodu je problém s cirkulací tepla. Dokud se umístění kontinentů nezmění, bude tato doba ledová pokračovat. Na základě dlouhodobých tektonických změn lze předpokládat, že v budoucnu potrvá dalších 50 milionů let, dokud nenastanou významné změny, které umožní Zemi opustit dobu ledovou.
Geologické důsledky
Tím se uvolní obrovské oblasti kontinentálního šelfu, které jsou nyní zaplaveny. To by například znamenalo, že jednoho dne bude možné chodit z Británie do Francie, z Nové Guineje do jihovýchodní Asie. Jedním z nejkritičtějších míst je Beringův průliv, který spojuje Aljašku s východní Sibiří. Je celkem mělká, asi 40 metrů, takže pokud hladina moře klesne na sto metrů, stane se tato oblast pevninou. To je také důležité, protože rostliny a zvířata budou moci migrovat přes tato místa a dostat se do regionů, kde se dnes nemohou dostat. Kolonizace Severní Ameriky tedy závisí na tzv. Beringii.
Zvířata a doba ledová
Je důležité si uvědomit, že my sami jsme „produkty“doby ledové: během ní jsme se vyvinuli, abychom ji mohli přežít. Nejedná se však o jednotlivce - jedná se o celou populaci. Problém je dnes v tom, že nás je příliš mnoho a naše aktivity výrazně změnily přírodní podmínky. V přírodních podmínkách má mnoho zvířat a rostlin, které dnes vidíme, dlouhou historii a dokonale přežívá dobu ledovou, i když existují i ta, která se mírně vyvíjejí. Migrují, přizpůsobují se. Existují oblasti, v nichž zvířata a rostliny přežily dobu ledovou. Tyto tzv. Refugia byly umístěny dále na sever nebo na jih od jejich současného rozšíření.
Ale v důsledku lidské činnosti některé druhy zemřely nebo zanikly. Stalo se to na všech kontinentech, s výjimkou Afriky. Obrovský počet velkých obratlovců, jmenovitě savců a vačnatců v Austrálii, byl vyhuben lidmi. To bylo způsobeno buď přímo našimi činnostmi, jako je lov, nebo nepřímo - zničením jejich stanoviště. Zvířata, která dnes žijí v severních šířkách, v minulosti žila ve Středomoří. Zničili jsme tuto oblast natolik, že pro tato zvířata a rostliny bude velmi obtížné ji znovu kolonizovat.
Důsledky globálního oteplování
Za normálních geologických podmínek bychom se brzy vrátili do doby ledové. Ale kvůli globálnímu oteplování, které je důsledkem lidské činnosti, jej odkládáme. Nebudeme schopni tomu úplně zabránit, protože důvody, které ji v minulosti způsobily, stále existují. Lidská činnost, prvek nepředvídaný přírodou, ovlivňuje atmosférické oteplování, které již mohlo způsobit zpoždění v příštím ledovci.
Dnes je změna klimatu velmi naléhavou a vzrušující otázkou. Pokud se ledový štít Grónska roztaví, hladina moře vzroste o šest metrů. V minulosti, během předchozí meziglaciální éry, která byla asi před 125 tisíci lety, se ledový štít Grónska hojně roztavil a hladina moře se zvýšila o 4 až 6 metrů výše než dnes. To samozřejmě není konec světa, ale není to ani dočasná komplikace. Nakonec se Země z katastrof již zotavila, bude moci tuto přežít.
Dlouhodobý výhled na planetu není špatný, ale pro člověka je to jiná věc. Čím více výzkumu provádíme, tím lépe chápeme, jak se Země mění a kam vede, tím lépe chápeme planetu, na které žijeme. Je to důležité, protože lidé konečně začínají přemýšlet o změně hladiny moří, globálním oteplování a dopadu všech těchto věcí na zemědělství a lidi. Hodně z toho souvisí se studiem ledových dob. Prostřednictvím tohoto výzkumu se učíme mechanismy ledovců a tyto znalosti můžeme aktivně využít ke snaze zmírnit některé z těchto změn, které sami způsobujeme. To je jeden z hlavních výsledků a jeden z cílů výzkumu doby ledové.
Hlavním důsledkem doby ledové jsou samozřejmě obrovské ledové pokrývky. Odkud voda pochází? Samozřejmě, z oceánů. A co se stane během doby ledové? Ledovce se tvoří v důsledku srážek na zemi. Vzhledem k tomu, že se voda nevrací do oceánu, hladina moře klesá. Během nejnáročnějších ledovců může hladina moře klesnout o více než sto metrů.