Jääkausien syyt

Wikipedia

Tähän artikkeliin tai osioon ei ole merkitty lähteitä tai viitteitä.
Tarkennus: ei ainuttakaan lähdeviitettä todennäköisesti kiistellystä aiheesta
Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla.
Jäästä mitattuja lämpötilaa kuvaavia happi-isotooppikäyriä verrattuna auringon säteilykäyrään. Maan radan soikeus ja maapallon akselikallistuma muuttavat kesällä pohjoiselle pallonpuoliskolle saapuvaa säteilyä.
Suurenna
Jäästä mitattuja lämpötilaa kuvaavia happi-isotooppikäyriä verrattuna auringon säteilykäyrään. Maan radan soikeus ja maapallon akselikallistuma muuttavat kesällä pohjoiselle pallonpuoliskolle saapuvaa säteilyä.

Jääkaudet johtuvat siitä, että pohjoisen pallonpuoliskon mannerten korkeitten leveysasteitten kesät ovat niin kylmiä, ettei lumi ehdi siellä sulaa. Satanut lumi kerrostuu ja pakkautuu vuosien kuluessa paksuiksi mannerjäätiköiksi. Jääkaudella vuodenajat olivat toisenlaiset kuin nyt. Maan akselikallistuman pieneneminen viilensi pohjoisen kesää, samoin Maan radan muuttuminen nykyistä soikeammaksi. Tähtitieteilijöiden mukaan maan radan soikeus, akselikallistuma ja akselin suunta vaihtelevat tuhansien-satojentuhansien vuosien kuluessa. Jääkautta edistää paljon kosteutta kehittävä leuto talvi. Pieni akselikallistuma leudonsi talvea keskileveysasteilla, aiheuttaen leudon talven ja kylmän kesän. Jääkauden kylmimpänä jaksona myös Maan pohjoisnapa osoittaa eniten poispäin auringosta kesäisin, viilentäen kesää.

Eteläisen pallonpuoliskon viileneminen ei aiheuta jääkautta, koska jo jäätyneen Etelämantereen ympäristö on meren peitossa. Sinne syntyy vain vuodenajoiltaan vaihtelevaa merijäätä, joka lohkeilee jäälautoiksi ja vuoriksi. Mannerten jäätiköityminen vaatii myös kosteutta.

Jotta Maan akselikallistuman ja radan muutos voisi aiheuttaa jääkauden, on merivirtojen kuljettava tietyllä tavalla. Lämpimällä liitukaudella Maata lämmitti päiväntasaajan ympärillä kiertävä virta. Viimeisimmän jääkausijakson aikana napa-alueelle lämpöä kuljettava merivirta on heikentynyt suuren Atlantin suolapitoisuuden takia. Jääkausijaksona Golfvirta painuu alas melko etelässä suuren suolapitoisuuden aiheuttaman painon takia, eikä lämmitä pohjoisimpia leveysasteita jääkausien välisenäkään kautena.

Jääkausien aikana tapahtui huomattavia kylmenemisiä ja lämpenemisiä satojen vuosien sisään johtuen Golfvirran voiman vaihteluista. Nämä johtuivat jäätikön sulamisvesien salvatessa Golfvirtaan liittyvän termohaliinikierron.

Sisällysluettelo

[muokkaa] Miksi jäätiköt alkavat levitä?

Jääkausiaikoina jäätiköt valuvat vuoristoista alemmaksi laaksoihin. Jää muuttuu oman painonsa ansiosta suuressa paineessa valuvaksi siirappimaiseksi massaksi, virraten hitaasti alas. Lämpötilan laskiessa, vuorten jäävirrat valuvat yhä alemmaksi eivätkä sula. Joillain alueilla syntyy uusia jäätiköitä lumen pakkautuessa yhä tiiviimmäksi firn-lumeksi, lopulta muuttuen valtavassa paineessa jääksi. Jäätiköitymisalueella jään sulaminen ja haihtuminen on pienempi tekijä, kuin jään kasautuminen lumisateessa. Kuivilla ja kylmillä alueilla, kuten Siperiassa, ei synny jäätiköitä, mutta kostea ja kylmä Grönlanti on jään peitossa. Mannerjäätiköt alkavat laajeta merien läheltä. Jääkautta edistää suuri sademäärä talvella, ja alhainen lämpötila kesällä.

Nykyään Skandinaviassa Norjan tuntureilla on vain pieniä jäätiköitä, jotka säilyvät siksi, että ovat kylmillä ja runsaslumisateisilla alueilla. Jääkaudella nämä tunturijäätiköt leviävät laajoille alueille virtaamalla. Jääkaudella tapahtuu kylmenemistä lähinnä astronomisista syistä eli maahan tulevan auringon säteilyn määrän jaksollisten muutosten takia. Jääkaudella tapahtuva laaja jäätiköityminen edellyttää huomattavaa ilmaston kylmenemistä, varsinkin kesällä, sekä kohtuullisia lumisateita. Jäätiköiden alueella lumiraja on maanpinnan tasossa tai hyvin alhaalla. Kosteus ja kylmyys alentavat lumirajaa ja luovat mantereille jäätiköitä. Lumi muuttuu raelumeksi, sitten tiiviiksi firniksi ja lopulta jääksi oman painonsa takia lumikerroksen paksuunnuttua riittävästi. Jäätikön leviämis- ja kasvunopeus riippuvat muun muassa alustasta ja ilmaston kosteudesta. Jäätiköitymistä edistää lauha, lumisateinen talvi ja viileä kesä. Kuiville alueille syntyy jäätikön sijasta pelkkä ikirouta. Itä-Siperiassa oli viime jääkaudella jäätyneen Skandinavian kanssa samoilla leveysasteilla pääasiassa lössiaroa ja jäätöntä tundraa. Jäätikkö liikkuu, koska jää muuttuu virtaavaksi jään oman painon synnyttämän suuren paineen takia.

Jäätikön liikkuminen sulattaa vettä, joka taas edistää jään liikettä. Jäätikön pintakerrokset liikkuvat pohjakerroksia nopeammin. Vesi jäätyy jään alla olevan kalliokumpareen suojan puolella. Jään alla oleva ikirouta toimii lämpöeristeenä.

Jääkauden varhaisvaiheen Euroopan ilmasto saattoi muistuttaa jossain määrin tilannetta Grönlannissa ja Kanadan pohjoisosan arktisilla saarilla nyt. Tätä aluetta viilentää kylmä, navalta tuleva merivirta. Se jäätyikin kovemmin viime jääkaudella kuin Eurooppa. Golfvirta lämmittää Eurooppaa 5-10 astetta. Siperian Verhojansk on pohjoisen seudun kylmin paikka talvella, mutta alhaisesta sademäärästä johtuen alue ei jäätiköidy Grönlannin tavoin.


Jossain määrin jääkauden vaatimaa lämpötilan laskua voi arvioida heinäkuun lämpökäyristä. Esim. 10°C heinäkuun lämpötilan lasku Skandinavissa ei laajenna jäätiköitä vuoristoista ulos, jonka noin 17-18°C lämpötilan lasku tekisi. 14°C lämpötilan lasku tekisi jo laajan jäätikön Skandeille ja Lappiin.

Lämpötilan lasku saattaa jossain määrin ruokkia itseään, jäätiköitymisen lisätessä maapallon lämmönheijastuskykyä, lisäten jäätiköitymistä. Ilmastoon vaikuttavia vuorovaikutuksia on monia muitakin ja näiden yhteistuloksen arvioiminen ilman tarkkaa tietokonemallintamista ja senkin avulla on vaikeata.


[muokkaa] Jääkauden välitön syy

Mm. Maan akselikallistuman muutokset aiheuttavat kylmiä kausia.
Suurenna
Mm. Maan akselikallistuman muutokset aiheuttavat kylmiä kausia.

Jääkausijakso alkaa silloin, kun Golfvirran tapainen napoja lämmittävä lämmin merivirta vajoaa suuren suolapitoisuuden takia matalilla leveysasteilla pohjaan. Viimeksi Atlantin suolapitoisuus kasvoi Panaman kannaksen sulkeutuessa ja Atlantin eristyttyä Tyynestä merestä.

Maan jääkausi on silloin, kun keskileveyasteilla on leutoa talvella ja pohjoisilla leveysasteilla kylmää kesällä. Tämä tuotti talvella paljon lunta, joka ei ehtinyt sulaa kesällä. Vuodenajoissa tapahtui jääkaudella muutoksia. Mannerpitoinen pohjoinen pallonpuolisko saattaa herkästi jäätiköityä tietyissä oloissa. Etelämantereen yllä ei mannerjäätikkö leviä, sillä mannerjäätikön peitossa oleva Etelämanner purkaa kylmänäkin aikana lauttajäätä mereen, ja näin mannerjäätikkö ei laajene huomattavasti. Merijää on altis lämpimien merivirtojen vaikutuksille ja tuulille, lohkeillen ja sulaen lämpimämmille vesille saapuessaan. Viime jääkaudella oli kylmintä silloin kun Maan rata oli hieman nykyistä soikeampi ja maan akselikallistuma oli pieni eli Maa pyöri pystympänä kuin nyt.

Tällöin vallitsi viileä kesä ja keskileveysasteille leuto talvi. Lämpötilaerot pohjoisen ja etelän välillä kasvoivat akselikallistuman pienetessä. Maan radan soikeus viilensi maan ilmastoa kasvattamalla talvisen merijään määrää. On luultavaa, että pohjoisen kesän aikana eteläisen pallonpuoliskon merijää viilensi koko maapalloa. Tällöin etelästä virtasi talvella kosteaa ilmaa pohjoiseen, missä se satoi lumena maahan. Pohjoisen pallonpuoliskon kesää viilensi myös se, että kesä oli silloin, kun Maa oli hyvin kaukana auringosta, Maan radan ollessa nykyistä soikeampi. Radan suuri soikeus vahvistaa vuodenaikojen vaihtelua, varsinkin jos maapallo on kauimpana auringosta talvella. Jos maa on lähimpänä aurinkoa pohjoisen kesällä ja Maan rata soikea, kesä on kuuma ja lyhyt, lumi ei ehdi sulaa. Talvi on silloin pitkä ja kylmä.

[muokkaa] Milankovicin jaksot

Milankovicin jaksot ovat tähtitieteellisiä eli astronomisia muutoksia Maan akselissa ja radassa. Niillä on vaikutusta Maan pinnalle tulevaa Auringon säteilyyn eri pallonpuoliskoille, eri vuodenaikoina.

Milankovicin jaksot ovat seuraavat:

  • Maan radan soikeuden vaihtelu noin 100000 v, 413000 v jaksoissa
  • Maan akselikallistuman jaksoittainen muutos 41000 v jaksossa
  • Prekessio 19000 ja 23000 v, maan akselin pyöriminen kiintopisteen ympäri
    • Ilmastoprekessio 22000 v
      • Maan akselin kiertyminen
      • Maan rataellipsin kiertyminen
    • Prekessio 19000 v, 23000 v
      • Maan akselin kiertyminen

Maan radan soikeuden ja akselikallistuman jaksoittaiset muutokset määräävät suurelta osin jääkaudet. Myös prekessio on merkittävä tekijä. Prekessio on maan akselin suunnan jaksoittainen muutos. Ilmastoprekessio on prekession ja maan radan kiertymisen yhteisvaikutus. Näitä jaksoja tähtitieteilijät ja geologit pystyvät laskemaan. Maan radan soikeus muuttuu muiden planeettojen aiheuttamien häiriöiden takia. Maan pyörimisakselin kaltevuus ja suunta vaihtevat, Kuun ja Auringon pyrkiessä vetämään Maata litteämmäksi, siinä täysin onnistumatta.

Jääkautta aiheuttavia "Milankovicin yhdistelmiä".

  • Soikea Maan rata ja Aurinko kaukana auringosta kesällä ilmastoprekession takia.
  • Pyöreä Maan rata ja pieni akselikallistuma.


Milankovicin jaksojen pituus vaihtelee jonkin verran vuosituhanten kuluessa. Nämä jaksot vaikuttavet eri tavalla eri leveysasteilla. Eri aikakausina eri pituiset jaksot ovat olleet määräävässä asemassa. Jopa dinosaurusten valtakauden mesotsooisen maailmankauden kerrostumista on löydetty merkkejä Milankovicin jaksoista. Maapallo on nykyään virittynyt seuraamaan soikeuden noin 100000 vuoden jaksoa, joka tuottaa jääkausia. Maapallon akselin kaltevuuden pienenminen tuottaa todella kylmiä jäätiköitymisvaiheita. Maapallon jääpeite, kasvillisuus ja ilmakehä seuraavat Milankovicin jaksoja tuhansien vuosien viiveellä muun muassa siitä syystä, että suuret jäätiköt ovat kohtalaisen hitaita reagoimaan auringon säteilyn muutoksiin. Jääkausijaksot kestävät 100 000 vuotta ja väliin jäävät lämpimät kaudet eli interglasiaalit noin 10 000—13 000 vuotta. Maapallon ilmasto alkoi kylmetä uudelleen noin 8000 vuotta sitten eli 6000 eaa. Tämän mukaan uusi jääkausi tulisi muutaman tuhannen vuoden päästä, jos ihmisen aiheuttama kasvihuoneilmiö ei sitä kykene jarruttamaan.


Jakson aiheuttaja Jakson pituus Vaihteluväli Arvo nyt Viive (missä ajassa
muutos vaikuttaa
jäätiköihin)
Jakson vaikutus maapallon ilmastoon Muuta
Maan radan soikeus eli eksentrisyys e "100000 v" n 93000 , 400000 v 0 — 0,053 0,016 Voimakas (jos e suuri, Auringon säteily vaihtelee jopa 20-30% vuodessa) Maan radan soikeus vaikuttaa maan pinnalle tulevaan auringon säteilyyn nykyään vain 6%, jääkaudella enemmän. Suuri soikeus viilentää kesiä ja luo Maan taustailmaston. On luultavaa, että myös eteläisen pallonpuoliskon kesän viileneminen viilentää pohjoista pallonpuoliskoa, Etelämantereen merijään heijastaessa lämpöä pois. Etelämenteren merijäätä syntyy eniten kylmässä. Kylmä kesä on maan radan ollessa kaikkein soikeimmillaan ja Maan ollessa kauimpana auringosta kesällä.

Näin oli viime jääkauden huippukohdalla.

Maan akselikallistuma 41000 v 21°39’—24°36’ 23°27’ 8000 v Voimakas (25% leveysasteella 65 P) Pieni akselikallistuma viilentää kesiä. 500 W/m² tippuu 400 W/m²:iin. Leveysasteiden lämpötilaerot kasvavat, pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteiden lauha talvi tuottaa kosteutta jäätiköihin. Syntyy hyvin laajoja jäätiköitymisiä.
Prekessio ja ilmastoprekessio 23000, 19000  ?  ? 5000 v Heikompi Määrää Maan akselin suunnan. Laajentaa jäätiköitä kohtalaisesti (Kölivuoristosta Lappiin).

Ilmastoprekession voima vaihtelee tuntuvasti kymmenientuhansien vuosien aikajänteellä ja se loi viimeistä jääkautta edeltäneestä jaksosta nykyistä lämpimämmän.


Tutkijat arvelevat, että kesällä 65. leveysasteelle saapuva auringon säteily määrää jääkauden olemassaolon. Ilmastoa kuvaava ACLIN-käyrä on laskettu tietokoneella. Käyrä pohjautuu eri leveysasteille eri Milankovicin jaksojen vaiheissa saapuvaan auringon säteilyyn.

Valtamerien pohjasta poratuista näytteistä huomataan ilmastonvaihteluja 100000, 43000, 23000-24000 ja 19000 vuoden jaksoissa. Voimakkaimmat vaikuttajat ovat maan radan soikeus ja akselin kaltavuuskulman vaihtelut. Seuraavana näkyy prekessiojakso noin 23000 v. Huomataan myös pienempiä, 14500, 12000, 9000, 7500 ja 6200 vuoden jaksoja joiden aihauttajat ovat joitain muita, tai mahdollisesti pienempiä astronomisa vaihteluja.


 Selityksiä: kyr ago tuhatta vuotta sitten Precession, prekessio, Maan akselin suunta pyörii 19000-24000 vuoden jaksoissa. Obliquity, maan akselikallistuma, muuttuu noin 41000 vuoden jaksoissa. Eccentricity, maan radan soikeus vaihtelee  95000-400000 vuoden jaksoissa. Maan radan soikeus viilentää  kesiä ja lämmittää talvia tilanteessa, jos kesällä on muuten kylmää. Akselikallistuman muutokset viilentävät ajoittain kesiä molemmilla pallonpuoliskolla. Ilmastoprekessio ajaa Maan akselin ajoittain siihen asentoon, jossa pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköt alkavat kasvaa. Solar Forcing on 65. leveysasteen lämpötilakäyrä, joka on laskettu edellisistä. Stages of glaciation hot lämmintä, cold kylmää.
Suurenna
Selityksiä: kyr ago tuhatta vuotta sitten Precession, prekessio, Maan akselin suunta pyörii 19000-24000 vuoden jaksoissa. Obliquity, maan akselikallistuma, muuttuu noin 41000 vuoden jaksoissa. Eccentricity, maan radan soikeus vaihtelee 95000-400000 vuoden jaksoissa. Maan radan soikeus viilentää kesiä ja lämmittää talvia tilanteessa, jos kesällä on muuten kylmää. Akselikallistuman muutokset viilentävät ajoittain kesiä molemmilla pallonpuoliskolla. Ilmastoprekessio ajaa Maan akselin ajoittain siihen asentoon, jossa pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköt alkavat kasvaa. Solar Forcing on 65. leveysasteen lämpötilakäyrä, joka on laskettu edellisistä. Stages of glaciation hot lämmintä, cold kylmää.

Maapallon pyörimisakselin kallistuman ja soikeuden ym. vaihtelut ovat melko pieniä, mutta silti riittäviä aiheuttamaan muutoksia Maan pinnalle tulevassa Auringon säteilyssä. Milankovicin mukaan suurilla leveysasteille vaikuttaa eniten pyörimisakselin kaltevuuskulman muuttumisen 41000 vuoden jakso, mutta päiväntasaajan lähellä 22000 vuoden prekessiojakso. Nisäkkäiden valtakaudella kenotsooisella maailmankaudella ilmasto on viilennyt tasaisesti. Tämä on nostanut Milankovicin jaksot vahvasti mukaan kuvaan. Noin 3,0 — 0,8 miljoonaa vuotta sitten merkittävin Maan ilmastoon vaikuttava jaksollisuus oli akselikallistumasta johtuva. Soikeuden vaikutus tuli kuvaan vasta noin 80000 vuotta sitten.

[muokkaa] Milutin Milankovicin teorian näkymiä

Maan radan soikeus (eccentricity), akselikallistuma (obliquity) ja akselin suunta (climatic precession) vaikuttavat Maan ilmastoon tuhansien vuosien (Time thousands of years kuluessa. Soikeus vaihtelee noin 100000 vuoden tahdissa, akselikallistuma noin 41000 vuoden tahdissa ja ilmastoprekessio kääntää Maan pohjoisnavan poispäin auringosta noin 23000 vuoden välein.
Suurenna
Maan radan soikeus (eccentricity), akselikallistuma (obliquity) ja akselin suunta (climatic precession) vaikuttavat Maan ilmastoon tuhansien vuosien (Time thousands of years kuluessa. Soikeus vaihtelee noin 100000 vuoden tahdissa, akselikallistuma noin 41000 vuoden tahdissa ja ilmastoprekessio kääntää Maan pohjoisnavan poispäin auringosta noin 23000 vuoden välein.

Jugoslavialainen matemaatikko Milutin Milankovic esitti oman teoriansa jääkausien synnystä 1900-luvun alkupuolella. Teoria on nykyään yleisesti hyväksytty, vaikka se herätti 50-ja 60-luvuilla runsaasti vastustusta mm. puutteellisten ajoitusmenetelmien takia. Viime jääkauden alkaminen ei tuntunut sopivan teorian ennustamiin kiertojaksoihin. Merenpohjan kerrostumien tutkiminen varmisti teorian suosion tutkijoiden piirissä. Viimeiset tosin jossain määrin epätarkat ajoitustutkimukset on tehty Grönlannin ja Etelämantereen jäästä poratuista näytteistä. Milutin Milankovicin teoriaan on tehty jälkikäteen parannusehdotuksia. Harva niistä on lyönyt itsensä läpi. On esimerkiksi väitetty, että Maan radan kaltevuuden (inklinaation) noin 100 000 vuoden vaihtelujakso vaikuttaisi jääkausiin, mutta tätä ei ole kyetty todistamaan. Keskustelu Milankovicin teoriasta ei ole täysin vaimennut eikä liene tarkalleen tieteen viimeinen sana jääkausien syistä.

[muokkaa] Pienet jaksolliset ja jaksottomat muutokset

Maapallon lämpötilassa tapahtuu mm. 1500 vuoden jaksolla säännöllisiä muutoksia, joita Milankovicin teoria ei selitä. Näitä sanotaan Dansgaard-Oeschgerin tapahtumiksi. Esimerkiksi jääkauden lopussa tapahtuva jäätikön perääntymisen ajoittainen pysähtyminen ja Salpausselkien synty selittynee tällä. Kylmä Dryas II ja lämmin Alleröd selittynevät myös tällä tavoin. Auringonpilkuissa tapahtuu muutoksia, joilla selittyvät lämmin kausi 1100—1250 jaa ja pieni jääkausi 1300—1900. Pieni jääkausi, joka oli syvimmillään 1700-luvulla, johtui mahdollisesti muutoksista auringon aktiivisuudessa eli auringonpilkkujen määrästä. Pienen jääkauden aikana muutoin sulana pysyvä Thames-joki jäätyi.

  • Muutoksia Auringon aktiivisuudessa
    • 1 %:n muutos säteilyssä aiheuttaisi lämpötilan laskun 1° C.
  • Tulivuorenpurkaukset.
    • Hiilidioksidi aiheuttaa lämpenemistä.
    • Säteilyä heijastavat hiukkaset aiheuttavat jäähtymistä.
    • Tulivuorenpurkaus Indonesiassa 1815 alensi kesälämpötilaa pohjoisilla leveysasteilla noin kolme astetta 1816.

[muokkaa] Jääkausijaksot johtuvat mannerten liikkeistä

Elämme par'aikaa kvartäärikauden jääkausijaksoa, nyt on menossa jääkausien välinen lämmin holoseeni. Seuraavan jääkauden ennustetaan tulevan joskus 5 000-60 000 vuoden kuluttua. Jääkaudet jatkuvat ehkä kymmeniä miljoonia vuosia. Jääkausijaksojen syy on mannerten erilainen jakauma eri ajanjaksoina maapallon historiassa. Mannerliikunnat vaikuttavat huomattavasti merivirtoihin.

Viimeisin syy toistuviin jääkausiin näyttää olevan se, että Panaman kannaksen synty lisäsi Atlantin suolapitoisuutta, mikä mahdollisti kylmän, suolaisen meriveden painumisen alas suhteellisen eteläisillä leveysasteilla ja kylminä kausina Islannin eteläpuolella. Panaman kannas ajoi maapallon termohaliinikierron toisenlaiseen tilaan. Maapallo oli hitaasti viilennyt jo ennen Panaman kannaksen syntyä, kun pohjavedenkierto heikkeni Tyynen meren ja Atlantin välillä. 10 miljoonaa vuotta sitten vettä virtasi Tyyneltä mereltä Atlantille, molemmilla merillä oli sama suolapitoisuus. Noin 5 miljoonaa vuotta sitten Panaman kannas oli pientä aukkoa lukuun ottamatta sulkeutunut ja Tyynen meren ja Atlantin suolapitoisuudet alkoivat erota. Syväveden kierron heikkeneminen ja katkeaminen ei ajanut maata kylmään tilaan, vaan ilmasto lämpeni plioseenin keskivaiheilla. Kannas syntyi noin 2,7 miljoonaa vuotta sitten, mikä ajoi Maan kylmään jääkausitilaan, jossa toimii nykyisen kaltainen termohaliinikierto. Pohjoiselle Tyynelle merelle syntyi halokliini, joka esti hiilipitoisen syväveden nousun ylöspäin. Nykyään Atlantti on suolaisempi, koska länteen virtaava lämmin päiväntasaajan virta kääntyykin pohjoiseen Golfvirraksi, joka haihduttaa Atlantin vettä pois kasvattaen Golfvirran suolapitoisuutta.

Merivirrat tasaavat lämpötilan vaihteluita. Maapallolla vallitsee lämmin kausi, jos päiväntasaajan seuduilla kiertää koko maapallon ympäri lämmin merivirta. Silloin kaikilla leveysasteilla on lämpimämpää.

Kylmä kausi vallitsee, jos mantereet katkovat yhtenäisen päiväntasaajaseudun virtauksen. Lisäksi on muita tekijöitä. Maapalloa viilentää kylmä merivirta, joka kiertää napaseudulla ympyrää. Mannerliikunnat edistävät toisella tavalla jäätiköitymistä, lisäämällä lämmön poistumista maapallolta, luoden korkeita, kylmiä, lämpöä hukkaavia maankuoren muotoja.

Mannerliikunnat aiheuttavat myös mannerten siirtymistä navoille, maan kohoamista ja vuorijonojen muodostumista. Napa-alueen mantereet viilentävät maapalloa. Tasankojen ja vuorijonojen kohoaminen viilentää maapalloa. Tällöin maapallolle syntyy viileitä, korkealla olevia, ainakin ajoittain lumisia alueita, jotka säteilevät alavia maita enemmän lämpösäteilyä ja jopa jäätyvät, jolloin lämpöä karkaa entistä enemmän.

Jäätiköityminen sitoo vettä alentaen lumirajaa, tehden lisäjäätiköitymisen mahdolliseksi. Suuret pohjois-eteläsuuntaiset vuorijonot katkovat kosteita ilmavirtauksia ja synnyttävät jäätiköitä.


Kvartäärikauden jäätiköitymiset saattavat johtua myös osin siitä, että Golfvirta kuljettaa kosteaa ilmaa kylmille pohjoisille leveysasteille, jossa kosteus voi muuttua jääksi.

Mannerliikunnoilla voidaan selittää pitkälle maapallon ilmastonmuutokset kymmenien miljoonien vuosien kuluessa.

Ilmaston tiedetään viilenneen asteittain dinosaurusten kuoleman jälkeen. Jotkut viilenemiset ovat hyppäyksenomaisia. Liitukaudella vallitsi tilanne, jossa päiväntasaajavirta pääsi kiertämään Aasian ja Afrikan sekä Intian välistä. Myös merenpinta oli nykyistä korkeammalla. Välimeren paikalla oli avoin Tethysmeri, joka yhdisti Atlannin ja Intian valtameren. Amerikassa Panaman kannaksella oli salmi.

Huomattavia viilenemisiä tapahtui noin 30-35 miljoonaa vuotta sitten, silloin Aasian ja Afrikan ylle syntyi maayhteys. Geologisessa aikataulussa piakkoin Intia törmäsi Aasiaan ja Himalaja syntyi. Näin päiväntasaajavirtaus meni osittain poikki, mutta kiersi Afrikan ympäri. Samoihin aikoihin Antarktiksen jääpeite syntyi ja alkoi jäähdyttää maapalloa entisestään heijastaen lämpöä ulos ja Antarktista kiertävän kylmän merivirran välityksellä.

Noin kolme miljoonaa vuotta sitten Panaman kannas sulkeutui. Hieman myöhemmin Tiibetin ylänkö ja Himalaja kohosivat viilentäen ilmastoa. Noin 4 miljoonaa vuotta sitten Beringin salmi avautui ja kylmä merivirta alkoi viilentää Tyynen meren pohjoisosaa. Ennen viime jääkautta myös Grönlannin ja Pohjois-Amerikan väli on leventynyt, mikä on antanyt kylmälle Labradorin virralle tilaa toimia. Tällöin alkoi maapallolla jääkausijakso, jonka aikana maapallon radan ja akselikallistuman muutokset pystyvät aiheuttamaan jääkausia.

[muokkaa] Suuret muutokset

Suuret jäätiköitymisjaksot kestävät puolestaan kymmeniä miljoonia vuosia. Niiden syinä pidetään varsinkin:

  • mannerlaattojen kohoamista ja vuoristojen muodostumista.
  • mannerlaattojen liikkeitä, mantereet vaikuttavat merivirtoihin.
  • muutoksia ilmakehän hiilidioksidipitoisuudessa eli niin sanotussa kasvihuoneilmiön voimakkuudessa.
    • ns. karbonaatti-silikaatti-sykli.
  • pitkäjaksoisia muutoksia auringon säteilyssä.
  • hiilidioksidimäärän muutoksia eli kasvihuone-ilmiö esim. elämän synnyttyä meriin. Hiilidioksidin määrä väheni myös ilmakehässä, seurasi suuri jääkausi.
  • Maan kiertoa Linnunradan keskustan ympäri noin 280 miljoonassa vuodessa ?
  • Muutoksia auringon palamissyklissä noin 150 miljoonan vuoden tahdissa ?

On väitetty, että Auringon sijainti Linnunradassa vaikuttaisi painovoimahäiriöiden avulla Maan rataan, tai epätodennäköisempi selitys olisi, että Aurinko kulkisi silloin tällöin pölypilvien läpi. Toisaalta on väitetty, että Auringossa tapahtuu muutoksia vedyn palamisessa noin 150 miljoonan vuoden välein.

Jos Auringon säteily muuttuu 4,0-4,5 W/m², se aiheuttaa lämpötilassa 1,5-5,5° C:n muutoksen, karkeasti arvioiden siis 0,5-1,0 (keskim 0,75) C/(W/m²). Tästä voidaan päätellä, että jääkausi 5° C vaatii Auringon säteilyn alenemisen 7 W/m² eli 3 % auringon säteilystä, kun Maan pinnalle saapuva säteily on noin 240 W/m². Tämä on huomattavasti enemmän kuin havaitut alle 0.2 % muutokset Auringon säteilyssä.

Nykyään pidetään jääkausijaksojen tärkeimpänä syynä mannerten ja vuorijonojen muodostumisiin liittyviä tekijöitä.

Tietty mannerten jakauma estää merivirtojen kiertoa, joka tasaa lämpöä ja voi edistää jäätiköitymistä. Epätasainen jakauma johtaa jäätiköitymiseen. Toisaalta suuri määrä mannerta napojen lähellä johtaa jäätiköitymiseen. Nämä voivat vaikuttaa vastakkaisiin suuntiin. Navan lähellä oleva jäätiköitynyt manner, kuten Etelämanner, viilentää merivirtojen kautta koko maapallon ilmastoa, jos ympärillä ei ole mantereita, jotka estävät merivirtojen kiertoa.

Suurten jääkausijaksojen sanotaan liittyvän vuorijonojen muodostumisiin (variskilainen, kaledonialainen). Samoin suuri määrä lumisia vuoria jäähdyttää maapalloa. Varsinkin suuret pohjois-eteläsuunnassa olevat vuorijonot pysäyttävät tuulia ja sadattavat veden huipulleen lumena jäätikön ytimiksi. Mannerten ja vuoristojen kohoaminen liittää lumirajan piiriin enemmän alueita ja muutenkin jäähdyttää maapalloa. Tästä seuraava vedenpinnan alentuminen taas alentaa lumirajaa, sillä lumiraja on aina tietyllä korkeudella merenpinnasta.

Myös ilmakehän hiilidioksidipitoisuus vaikuttaa kasvihuoneilmiön kautta maapallon lämpötilaan. Aurinko oli prekambrikaudella hieman nykyistä himmeämpi. Tämä on saattanut edistää jäätiköitymistä, toisaalta ilmakehän suurempi hiilidioksidipitoisuus jarruttaa.

Jääkausia on ollut maapallolla miljardeja vuosia. Myös Marsissa tiedetään olleen aikoja, jolloin napalakit ovat olleet nykyistä laajemmalla. On väitetty maapallon olleen lähes kokonaan jäässä päiväntasaajan alueita lukuun ottamatta. Joskus taas on koko maapallo ollut lähes tai kokonaan jäätön. Maapallon meret, ilmakehä, mantereet, vuoret ja kasvillisuus ovat monimutkainen systeemi, jonka käyttäytymistä ei pystytä täysin ennustamaan.

[muokkaa] Katso myös


[muokkaa] Aiheesta muualla