Представете си силуета на Чикаго. Сега си го представете под близо 2 мили (3 километра) лед. Ето как изглеждаше пейзажът в пика на последната ледникова епоха.
В обхвата на най-новата геоложка история на Земята това не би било толкова необичайна гледка. През последните 2,6 милиона години (или това, което е известно като четвъртичен период), планетата е преживяла повече от 50 ледникови епохи, с по-топли междуледникови периоди между тях.
Но какво кара ледените покривки и ледниците да се разширяват периодично? Ледените епохи се ръководят от сложен, взаимосвързан набор от фактори, включващ положението на Земята в Слънчевата система и повече локални влияния, като нивата на въглеродния диоксид. Учените все още се опитват да разберат как работи тази система, особено защото климатичните промени, причинени от човека, може да са нарушили трайно цикъла.
Едва преди няколко века учените започнаха да разпознават намеци за минали дълбоки замръзвания. В средата на 19 век швейцарско-американският натуралист Луис Агасис документира белезите, които ледниците са оставили на Земята, като неподредени скали и гигантски купчини отломки, известни като морени, за които подозира, че древните ледници са пренасяли и изтласкани на дълги разстояния.
В края на 19 век учените са назовали четири ледникови епохи, настъпили през плейстоценската епоха, която е продължила от преди около 2,6 милиона години до преди около 11 700 години. Едва след десетилетия по-късно обаче изследователите разбраха, че тези студени периоди идват с много повече закономерности.
Основен пробив в разбирането на циклите на ледниковия период дойде през 40-те години, когато сръбският астрофизик Милутин Миланович предложи това, което стана известно като цикли на Миланович, вникване в движението на Земята, което и до днес се използва за обяснение на изменението на климата.
Миланкович очерта три основни начина, по които орбитата на Земята варира по отношение на слънцето, заяви Марк Маслин, професор по палеоклиматология в Университетския колеж Лондон, пред Live Science. Тези фактори определят колко слънчева радиация (с други думи топлина) достига до планетата.
Първо, има ексцентрична форма на орбитата на Земята около слънцето, която варира от почти кръгова до елиптична при цикъл на 96 000 години. "Причината да има тази издутина е, защото Юпитер, който е 4% от масата на нашата Слънчева система, има силен гравитационен ефект, който измества орбитата на Земята навън и след това обратно", обясни Маслин.
Второ, има наклон на Земята, поради което имаме сезони. Наклонената ос на въртенето на Земята означава, че едното полукълбо винаги е наклонено от слънцето (причинява зима), докато другото е наклонено към слънцето (причинява лято). Ъгълът на този наклон варира в цикъл от около 41 000 години, което променя колко екстремни са сезоните, каза Маслин. "Ако е по-изправено, тогава, разбира се, лятото ще бъде по-малко топло, а зимата ще бъде малко по-малко студена."
Трето, има колебание на наклонената ос на Земята, което се движи сякаш е въртящ се връх. "Това, което се случва, е, че ъгловият импулс на Земята върви и се върти много бързо веднъж на ден, кара оста да се колебае", каза Маслин. Това колебание се появява на 20 000-годишен цикъл.
Миланович определи, че орбиталните условия за хладно лято са особено важни предшественици на ледниковите епохи. "Винаги ще имаш лед през зимата", каза Маслин. "За да изградите ледников период, трябва да имате част от този лед да оцелее през лятото."
Но за да се премине в ледников период, орбиталните явления сами по себе си не са достатъчни. Действителната причинно-следствена връзка на ледниковия период е основната обратна връзка в климатичната система, каза Маслин. Учените все още се дразнят как различните фактори на околната среда влияят върху заледяването и обезглавяването, но последните изследвания показват, че нивата на парникови газове в атмосферата играят важна роля.
Например, учени от Института за изследване на въздействието върху климата в Потсдам (PIK) в Германия са показали, че настъпването на минали ледникови периоди е предизвикано главно от намаляването на въглеродния двуокис и драматичното увеличение на въглеродния диоксид в атмосферата, поради предизвика емисии, вероятно е потиснал настъпването на следващата ледникова епоха за период до 100 000 години.
"Както никоя друга сила на планетата, ледените епохи са оформили глобалната среда и по този начин са определили развитието на човешката цивилизация", казва в изявление Ханс Йоахим Шелнхубер, тогава директор на PIK и съавтор на едно от тези изследвания. през 2016 г. „Например, дължим плодородната си почва на последната ледникова епоха, която също изсече днешните пейзажи, оставяйки ледници и реки зад себе си, образувайки фиорди, морени и езера. Въпреки това, днес човечеството е с емисиите си от изгаряне на изкопаеми горива това определя бъдещото развитие на планетата. "
