Predstavte si panorámu Chicaga. Teraz si to predstavte pod takmer 2 km (3 km) ľadu. Takto vyzerala krajina na vrchole poslednej doby ľadovej.
V rámci nedávnej geologickej histórie Zeme by to nebol taký neobvyklý pohľad. Za posledných 2,6 milióna rokov (alebo čo sa nazýva kvartérne obdobie) planéta prešla viac ako 50 ľadovými vekmi, medzi ktorými boli medzihrejšie interglaciálne obdobia.
Čo však spôsobuje, že ľadové plášte a ľadovce sa pravidelne rozširujú? Doba ľadová je poháňaná komplexným, vzájomne prepojeným súborom faktorov, ktoré zahŕňajú polohu Zeme v slnečnej sústave a ďalšie miestne vplyvy, napríklad hladiny oxidu uhličitého. Vedci sa stále snažia pochopiť, ako tento systém funguje, najmä preto, že zmena podnebia spôsobená človekom mohla permanentne prerušiť cyklus.
Až pred niekoľkými storočiami vedci začali rozpoznávať náznaky hlbokých zamrznutí v minulosti. V polovici 19. storočia švajčiarsko-americký prírodovedec Louis Agassiz zdokumentoval známky, ktoré na Zemi zanechali ľadovce, ako napríklad skalné útvary a obrovské hromady odpadu, známe ako morény, ktoré mal podozrenie zo starobylých ľadovcov a tlačil na veľké vzdialenosti.
Do konca 19. storočia vedci pomenovali štyri doby ľadové, ktoré sa vyskytli počas pleistocénovej epochy, ktorá trvala od asi 2,6 milióna rokov do asi 11 700 rokov. Až desaťročia neskôr si však vedci uvedomili, že tieto chladné obdobia prichádzajú s oveľa väčšou pravidelnosťou.
Hlavný prielom v porozumení cyklov doby ľadovej prišiel v 40. rokoch 20. storočia, keď srbský astrofyzik Milutin Milankovitch navrhol, čo sa stalo známym ako cykly Milankovitch, pohľady na pohyb Zeme, ktoré sa dnes používajú na vysvetlenie klimatických zmien.
Milankovitch načrtol tri hlavné spôsoby, ako sa obežná dráha Zeme líši v závislosti od slnka. Mark Maslin, profesor paleoklimatológie na University College London, povedal spoločnosti Live Science. Tieto faktory určujú, koľko slnečného žiarenia (inými slovami teplo) sa dostane na planétu.
Po prvé, je tu výstredný tvar zemskej obežnej dráhy okolo Slnka, ktorý sa pohybuje od takmer kruhového po eliptický cyklus po 96 000 rokoch. „Dôvod, prečo má toto vydutie, je ten, že Jupiter, ktorý predstavuje 4% hmotnosti našej slnečnej sústavy, má silný gravitačný účinok, ktorý posúva obežnú dráhu Zeme a potom späť,“ vysvetlil Maslin.
Po druhé, je tu náklon Zeme, čo je dôvod, prečo máme ročné obdobia. Naklonená os rotácie Zeme znamená, že jedna hemisféra sa vždy nakláňa od Slnka (spôsobuje zimu), zatiaľ čo druhá sa nakláňa smerom k Slnku (spôsobuje leto). Uhol tohto sklonu sa mení v cykle asi 41 000 rokov, čo mení, aké extrémne sú ročné obdobia, uviedol Maslin. „Ak je priamočiarejšia, potom sú samozrejme letá menej teplé a zimné bude trochu menej chladné.“
Po tretie, je tu kolísanie naklonenej osi Zeme, ktorá sa pohybuje, akoby išlo o točiaci sa vrchol. „Čo sa stane, je to, že uhlová hybnosť Zeme, ktorá sa obíde a otáča veľmi rýchlo raz za deň, spôsobuje tiež kolísanie osi,“ uviedol Maslin. K tomuto kolísaniu dochádza v cykle 20 000 rokov.
Milankovitch zistil, že orbitálne podmienky pre chladné letá boli obzvlášť dôležitými predchodcami ľadovej doby. „Vždy budete mať v zime ľad,“ povedal Maslin. „Na vybudovanie doby ľadovej je potrebné, aby časť tohto ľadu prežila celé leto.“
Ale na prechod do doby ľadovej nestačí iba orbitálny jav. Skutočnou príčinou doby ľadovej je základná spätná väzba v klimatickom systéme, uviedol Maslin. Vedci stále škádlia, ako rôzne environmentálne faktory ovplyvňujú zaľadnenie a odlesňovanie, ale nedávny výskum naznačil, že úrovne skleníkových plynov v atmosfére zohrávajú dôležitú úlohu.
Napríklad vedci z Postupimského inštitútu pre výskum vplyvov na klímu (PIK) v Nemecku ukázali, že výkyvy minulých ľadovcov boli vyvolané najmä poklesom oxidu uhličitého a že dramatický nárast oxidu uhličitého v atmosfére spôsobený ľudskou činnosťou spôsobil emisie, pravdepodobne potlačil nástup ďalšej doby ľadovej až na 100 000 rokov.
„Rovnako ako žiadna iná sila na planéte, ľadový vek formoval globálne prostredie a určoval tak vývoj ľudskej civilizácie,“ uviedol vo vyhlásení Hans Joachim Schellnhuber, vtedajší riaditeľ PIK a spoluautor jednej z týchto štúdií. v roku 2016. „Napríklad dlhujeme našu úrodnú pôdu do poslednej doby ľadovej, ktorá tiež vytesávala dnešné krajiny, zanechala ľadovce a rieky pozadu, tvorila fjordy, morény a jazerá. Dnes je však ľudstvo svojimi emisiami zo spaľovania fosílnych palív ktoré určujú budúci vývoj planéty. ““
