Podczas epoki lodowcowej występuje długi okres obniżonej temperatury powierzchni Ziemi i atmosfery. Wynikiem tego jest ekspansja lodowców i arkuszy lodowych. Klimat Ziemi zmienia się na przemian w okresach cieplarnianych i epokach lodowcowych. Jeśli jesteś ciekawy epoki lodowcowej, przeczytaj nasz artykuł o nauce o epokach lodowcowych. Dowiesz się więcej o wpływie lądolodów na działy wodne i o tym, jak wymarła megafauna podczas ostatniej epoki lodowcowej.
Epoki lodowcowe to cykle zmian klimatycznych. Orbita Ziemi zmienia ilość światła słonecznego, które dociera do różnych części planety. Intensywność światła słonecznego ma znaczący wpływ na klimat, a zmiany w orbicie Ziemi wpływają na ilość światła słonecznego, które trafia na kontynenty. Głównym czynnikiem określającym czas trwania epoki lodowcowej jest nachylenie Ziemi i zmiany orbitalne. Ponadto, naturalne globalne ocieplenie może wpływać na epoki lodowcowe.
Nauka o epokach lodowcowych istnieje od wieków, ale dopiero niedawno przypisano temu zjawisku jedną erę zlodowacenia. Wcześniejsze badania twierdziły, że zmiany w nachyleniu orbity Ziemi są przyczyną zlodowaceń i następujących po nich zmian temperatury globalnej. Jednak nowe dowody sugerują, że większa liczba okresów zlodowaceń jest spowodowana zmianami orbity Ziemi. Oprócz ustalenia, kiedy zmieni się orbita Ziemi, naukowcy wykorzystują głębinowe rdzenie lodowe do określenia długości zlodowaceń.
Naukowcy uważają, że Ziemia przeszła co najmniej pięć wielkich epok lodowcowych. Epoka lodowcowa Huronu, która miała miejsce między 2400 a 2100 mln lat temu, mogła zostać wywołana brakiem aktywności wulkanicznej. Lodowa epoka andyjsko-saharyjska miała miejsce między 460 a 430 mln lat temu. W tym okresie poziom oceanów sięgał równika. Naukowcy uważają, że epoka lodowcowa w ciągu ostatniego pół miliarda lat była najbardziej znacząca.
Epoki lodowcowe występują, gdy temperatury na Ziemi są znacznie niższe niż normalnie. W rezultacie polarne regiony Ziemi są zimne, a wielkie lodowce pokrywają ogromne obszary planety. Ziemia była kiedyś stosunkowo ciepła, ale teraz temperatury wzrosły do poziomu, w którym arkusze lodowe są stabilne. Dlatego naukowcy badają przyczyny epok lodowcowych i jak mogły one wpłynąć na naszą planetę.
Ostatnie badanie opublikowane w The New York Times wezwało do stworzenia scenariusza globalnego ocieplenia w oparciu o model klimatyczny autorstwa Stephena Schneidera, młodego amerykańskiego naukowca z NASA Goddard Space Flight Center. Latem 1971 roku przewidywania Schneidera trafiły na pierwsze strony gazet w The New York Times. Artykuł ostrzegał, że kolejna epoka lodowcowa może być opóźniona o 50 000 lat. Do tego czasu świat może ponownie doświadczyć epoki lodowcowej.
Wpływ pokrywy lodowej na działy wodne
Wpływ pokrywy lodowej na działy wodne jest trudny do określenia, ponieważ istnieje wiele czynników, które wpływają na równowagę między topnieniem na powierzchni a spływem wód w działach wodnych. Czynniki te mogą obejmować aktywność lodowców, klimat i opady śniegu, i trudno je zrozumieć w oderwaniu od siebie. Na przykład, topnienie pokrywy lodowej Grenlandii przesunęło równowagę pokrywy lodowej północnego Atlantyku w kierunku Oceanu Spokojnego, powodując wzrost odpływu z danego działu wodnego. Powstał również film Epoka Lodowcowa, co zapoczątkowało kolorowanki Epoka Lodowcowa.
Ta zmiana już zachodzi, a naukowcy uważają, że szybkie topnienie pokrywy lodowej może zakłócić funkcjonowanie działów wodnych na całym świecie. Miałoby to wpływ na rolnictwo i zaopatrzenie w wodę. Badanie zostało poprowadzone przez Enrico Ciraci i wykorzystało dane z satelitów GRACE, które działały od 2002 do 2017 roku. Naukowcy szacują, że arkusze lodowe traciły 280 miliardów stóp sześciennych lodu każdego roku w czasie ich działania. Poza wkładem lądolodu do działu wodnego, topnienie lodu może również powodować erozję rzek i jezior.
Topniejące lodowce mogą również znacząco wpływać na przepływ rzek poprzez zmianę cyklu hydrologicznego. Na przykład latem arktyczne szlaki wodne tworzą skomplikowany system odwadniający, przechwytujący niemal cały spływ powierzchniowy. Są też w stanie wypłukać całą objętość wody w ciągu dwóch dni. Jednak wpływ tej zmiany jest wciąż niepewny ze względu na skomplikowane interakcje między wodami gruntowymi i powierzchniowymi. Jeśli lodowce nadal będą się cofać, zmiana ta może zdestabilizować systemy rzeczne, zmniejszając dostępne zasoby wody.
Badania te wykazały również wpływ ocieplenia warunków klimatycznych na działy wodne. Oba jeziora Onego i Ładoga wykazały podobne trendy w zimowym i wiosennym spływie oraz spadek wiosennego wypływu. Ten trend ocieplenia i wysychania będzie prawdopodobnie kontynuowany, jeśli te warunki klimatyczne się utrzymają. Wyniki nie wskazują jednak na zbliżającą się pokrywę lodową. W międzyczasie ocieplenie klimatu wpływa również na działy wodne, dlatego istotne jest zrozumienie pełnego zakresu tego zjawiska.
Topnienie lądolodu Grenlandii jest jednym z największych zagrożeń, przed jakimi stoi obecnie świat. Ten arkusz lodowy pokrywa 80 procent Grenlandii i jest powszechnie uznawany za jeden z głównych czynników przyczyniających się do podnoszenia się poziomu morza. Jednak wiele badań koncentrowało się na wzroście poziomu oceanów spowodowanym przez monstrualne kawałki lodu. Jednak teraz nowe badania prowadzone przez UCLA pokazują, że pokrywa lodowa w rzeczywistości ukrywa ogromną sieć strumieni. Sieć ta może przyczyniać się do wzrostu poziomu morza w znacznie większym stopniu niż dotychczas sądzono.
Lodowce przyczyniają się do spływu wód w rzekach, które je osuszają, a woda ta jest wykorzystywana do produkcji energii wodnej, nawadniania i innych celów. W miarę jak lodowiec się kurczy, tej dodatkowej wody ubywa, a w końcu przestaje. W wielu basenach szczyt topnienia już minął. Do roku 2100 n.e. połowa ludności świata może żyć w regionach, w których brakuje wody. A do tego czasu lodowce prawdopodobnie znikną.
Wymarłe gatunki megafauny podczas epok lodowcowych
Przyczyny wymierania megafauny w plejstocenie mogą być różne w zależności od regionu i gatunku, ale istnieją pewne ogólne tendencje. Należą do nich zmieniający się klimat, reorganizacja roślinności i utrata źródeł pożywienia. Pewną rolę mogła odegrać również działalność człowieka. Chociaż zmiany te nie spowodowały wymierania megafauny, to miały duży wpływ na wskaźniki wymierania.
Wyginięcie megafauny podczas epok lodowcowych wiąże się z zastąpieniem tundry przez las. W efekcie zniknęły gatunki peryglacjalne, takie jak mamuty i nosorożce wełniste. Świnie i renifery migrowały na północ, a konie na południe, na stepy Azji Środkowej. Ludzie pojawili się w Ameryce Północnej dopiero około piętnastu tysięcy lat temu, a nietropikalna Eurazja została skolonizowana dopiero ponad milion lat temu.
Ssaki, które przetrwały podczas epok lodowcowych, były głównie pasożytami. Ich dieta składała się z bogatych w białko roślin zielnych. Jednak klimat był tak suchy i zimny, że nie żyły już w takich ekosystemach, jakie widzimy dzisiaj. Ta megafauna nie tylko wyginęła, ale była też krytycznie zagrożona. Ich skamieniałe szczątki pozwoliły nam jednak określić, co działo się z ziemskim ekosystemem.
Istnieje kilka powodów, dla których dieta megafauny była tak zróżnicowana w erze mezozoicznej. Ich diety byłyby bardzo zróżnicowane, co wskazuje, że istniało wiele otwartych dla nich nisz ekologicznych. Istnieje jednak wiele innych czynników, które mogły wpłynąć na skład ich diety i będziemy musieli poczekać i zobaczyć, czy te teorie się sprawdzą.
W plejstocenie na Ziemi żyło blisko 100 rodzajów megafauny. Należą do nich mamuty, nosorożce wełniste i lwy jaskiniowe. Megafauna wyginęła po ostatniej epoce lodowcowej, co doprowadziło do drastycznych zmian w ekosystemach na całym świecie. Naukowcy twierdzą, że winę za wyginięcie megafauny ponosi człowiek.
Naukowcy nie potrafią dokładnie wskazać, dlaczego doszło do wyginięcia dużych ssaków, ale niektóre dowody sugerują, że zmiany klimatyczne podczas plejstocenu doprowadziły do dramatycznego wzrostu ilości lodu, co zakłóciło ekosystemy. Niektóre analizy filogenetyczne ostatniej epoki lodowcowej wskazują, że wiele dużych ssaków wyginęło pod koniec plejstocenu.
Beringowska epoka lodowcowa była czasem gwałtownych zmian w klimacie Ziemi, a zwierzęta żyjące w tym regionie miały wiele niezwykłych cech. Niektóre z tych zwierząt obejmowały mamuta wełnistego, olbrzymie leniwce lądowe i koty szablastozębne. Stworzenia te znane były jako megafauna plejstoceńska i wyginęły 10 000 lat temu.
Region arktyczny przeszedł poważną restrukturyzację swojej lądowej fauny dużych ssaków, a wymarłe żubry stepowe, mamuty wełniste i konie stały się gatunkami dominującymi. Przetrwali również ludzie, łosie i karibu. Megafauna była znacznie bardziej zróżnicowana niż obecnie, a koń dominował pod względem liczebności i rozmieszczenia. Wilki i niedźwiedzie grizzly należały prawdopodobnie do tej samej gildii drapieżników co ludzie.
