Epoki lodowcowe

Epokę lodowcową lub inaczej okres lodowcowy (glacjalny) definiuje się jako okres długotrwałego spadku temperatury powierzchni Ziemi i atmosfery, który skutkuje obecnością i ekspansją kontynentalnych i polarnych czap lodowych oraz górskich lodowców. W ciągu długo trwającej epoki lodowcowej poszczególne fazy zimnego klimatu określa się jako okresy lodowcowe, a sporadyczne ciepłe okresy nazywa się interglacjałami. W przypadku Ziemi epoka lodowcowa zakłada istnienie rozległych czap lodowych na północnym lub południowym Obszarze Polarnym.

Obecne Plejstoceńskie (Czwartorzędowe) Zlodowacenie zaczęło się około 2,5 miliona lat temu w okresie późnego plejstocenu, kiedy doszło do rozprzestrzeniania się czap lodowych na półkuli północnej, chociaż, jak już wspomniano, znacznie wcześniej, jakieś 33 miliony lat temu, czapa lodowa zaczęła się tworzyć na Antarktydzie. Od tamtej pory Ziemia doświadczała cykli zlodowaceń z czapami lodowymi ze sporadycznymi ciepłymi okresami nastającymi i cofającymi się w okresie od 40 000 do 100 000 lat (rycina 8). Ziemia doświadcza obecnie ciepłego okresu między zlodowaceniami nazywanego plejstoceńskim okresem interglacjalnym.

 

Plejstoceński Okres Interglacjalny

Okres Plejstoceński obejmuje szereg zlodowaceń przerywanych przez krótkie okresy ocieplenia z ostatnim okresem lodowcowym, który skończył się około 10 000 lat temu, co wyjaśnia, dlaczego nasze morskie czapy lodowe i lodowce topnieją i się wycofują. Należy podkreślić, że nasze lodowce wycofują się przede wszystkim dlatego, że jesteśmy w interglacjalnym okresie ocieplenia. Pozostałościami po ostatnim zlodowaceniu są czapy lodowe na Grenlandii i Antarktydzie oraz mniejsze lodowce, takie jak na Ziemi Baffina w Kanadzie, a także różne lodowce górskie, takie jak w Nowej Zelandii i Himalajach. Ostatnie maksimum lodowcowe przedstawione na rycinie 8 osiągnęło szczyt 21 000 lat temu.

 

Ostatnie Maksimum Lodowcowe

Mówi się, że podczas Ostatniego Maksimum Lodowcowego większość świata była zimna, sucha i niegościnna, występowały częste burze, zaś atmosfera często była wypełniona pyłem. Pokrywa lodowa na biegunie północnym zaznaczona na rycinie 9 za pomocą czerwonej linii przerywanej rozciągała się daleko na południe aż do Ameryki Północnej i Europy, a lód morski na biegunie południowym ciągnął się aż do Oceanu Południowego. Położenie Vancouver, Nowego Jorku, Londynu i Moskwy pokazują żółte gwiazdy zawarte w obrębie starożytnej czapy lodowej. Kolebka starożytnej ludzkiej cywilizacji również znajduje się pod tą czapą lodową. Uważa się, że w tamtym czasie przeciętna globalna roczna temperatura była o 5–10 stopni niższa niż obecnie, a globalny poziom mórz o około 125 metrów niższy.

 

 

Ryc. 9

 

 

Należy zauważyć, że ta północna czapa lodowa spoczywała w większości na lądzie, co ograniczało wpływ wód morskich na jej rozkład i zasięg. Obecnie ze względu na zmniejszanie się lądolodu na tę arktyczną pokrywę lodową silnie wpływają ciepłe prądy morskie. Pamiętajmy, że jesteśmy aktualnie w ciepłym plejstoceńskim okresie interglacjalnym i dlatego nasze lodowce stale topnieją i cofają się, zaś poziomy mórz rosną. Tak jest tylko w przypadku arktycznej morskiej pokrywy lodowej, a nie lądowej antarktycznej pokrywy lodowej położonej w rejonie bieguna południowego, gdzie panujące temperatury są mocno poniżej zera. Podobnie jak na arktyczny lód morski, ciepły okres międzylodowcowy wpływa głównie na otaczający Antarktykę lód na morzu.

 

Co więc jeszcze steruje klimatem?

Słońce jest jedyną gwiazdą Układu Słonecznego i niewątpliwie jego głównym fizycznym składnikiem. Wielka masa Słońca wytwarza w jego jądrze wystarczająco wysokie temperatury i gęstości, aby podtrzymywać fuzję jądrową. Ta fuzja wydziela ogromne ilości energii emitowanej głównie w kosmos w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Wraz ze światłem Słońce emituje też ciągły strumień plazmy znany jako wiatr słoneczny, który składa się ze strumienia naładowanych cząstek wydzielanych z górnej atmosfery Słońca zawierającego głównie elektrony, protony i inne jony. Ten strumień naładowanych cząstek wyrzucany jest na zewnątrz z prędkością blisko 1,5 miliona kilometrów na godzinę, tworząc cienką atmosferę słoneczną zwaną heliosferą, która sięga daleko poza orbitę Neptuna.

Aktywność na powierzchni Słońca, w tym rozbłyski słoneczne i koronowe wyrzuty masy, zaburzają heliosferę, tworząc swoistą kosmiczną pogodę, która z kolei generuje burze geomagnetyczne. Interakcja wiatru słonecznego i wyrzucanej plazmy z polem magnetycznym Ziemi koncentruje naładowane cząstki na górnej warstwie ziemskiej atmosfery, gdzie powstają zorze – naturalne emanacje światła na niebie występujące w pobliżu obu biegunów magnetycznych.

Na rycinie 10 znajduje się zapis rocznej liczby rozbłysków słonecznych i koronowych wyrzutów masy zarejestrowanych na przestrzeni ostatnich 400 lat. Prawie okresowa 11-letnia zmiana aktywności Słońca jest dobrze znana jako „11-letni cykl plam na słońcu”. Jest oczywiste, że każda długotrwała zmiana natężenia energii słonecznej wywoła efekty w kosmosie, a także w atmosferze i na powierzchni Ziemi. Te zmiany wywierają znaczący wpływ na górną warstwę ziemskiej atmosfery oraz na środowisko kosmiczne i są stosunkowo cykliczne.

 

 

Ryc. 10

 

 

Po lewej stronie wykresu znajduje się „Minimum Maundera” znane także jako „Mała Epoka Lodowcowa” oraz okresy aktywności słonecznej o nazwie „Minimum Daltona”, które zbiegają się z okresami niższych od przeciętnych globalnych temperatur – przynajmniej na półkuli północnej. Prawa część wykresu potwierdza, że Ziemia wkracza w nowy okres minimum aktywności słonecznej zwany wstępnie „Wielkim Minimum Słonecznym”.