Kujutage ette Chicago siluetti. Kujutlege seda nüüd peaaegu kahe miili (3 kilomeetri) jää all. Nii nägi maastik välja viimase jääaja tippajal.
Maa hiljutise geoloogilise ajaloo piires poleks see olnud nii ebatavaline vaatepilt. Viimase 2,6 miljoni aasta jooksul (ehk nn kvaternaari periood) on planeet läbinud enam kui 50 jääaega, nende vahel on soojemad jäävahelised perioodid.
Kuid mis põhjustab jäälehtede ja liustike perioodilist laienemist? Jääajaid mõjutavad keerulised, omavahel seotud tegurid, mis hõlmavad Maa positsiooni Päikesesüsteemis ja rohkem kohalikke mõjusid, näiteks süsinikdioksiidi taset. Teadlased üritavad endiselt mõista, kuidas see süsteem töötab, eriti seetõttu, et inimeste põhjustatud kliimamuutused võivad tsükli jäädavalt katkestada.
Alles mõni sajand tagasi hakkasid teadlased teadvustama vihjeid mineviku sügavast külmumisest. 19. sajandi keskel dokumenteeris Šveitsi-Ameerika loodusteadlane Louis Agassiz jäljed, mille liustikud olid Maale jätnud, nagu paigast ära olevad kivid ja hiiglaslikud prahthunnikud, mida tuntakse moreenidena ja mida ta kahtlustas, et iidsed liustikud olid kandnud ja lükati pikkade vahemaade taha.
19. sajandi lõpuks olid teadlased nimetanud neli jääaega, mis toimusid Pleistotseeni ajastul, mis kestis umbes 2,6 miljonit aastat tagasi kuni umbes 11 700 aastat tagasi. Alles aastakümneid hiljem mõistsid teadlased, et need külmad perioodid olid palju regulaarsemad.
Suur läbimurre jääajatsüklite mõistmisel tuli 1940. aastatel, kui serblasest astrofüüsik Milutin Milankovitch pakkus välja nn Milankovitchi tsüklitena tuntud ülevaate Maa liikumisest, mida kasutatakse veel tänapäeval kliimamuutuste selgitamiseks.
Milankovitch tõi välja kolm peamist viisi, kuidas Maa orbiit päikese suhtes varieerub, rääkis Live University'le Londoni ülikooli kolledži paleoklimatoloogia professor Mark Maslin. Need tegurid määravad, kui palju päikesekiirgus (teisisõnu soojus) jõuab planeedile.
Esiteks on Maa ümber Maa orbiidi ekstsentriline kuju, mis varieerub 96 000-aastase tsükli korral peaaegu ümmargusest elliptiliseks. "Põhjus, miks tal selline mõhk on, on see, et Jupiteril, mis moodustab 4% meie päikesesüsteemi massist, on tugev gravitatsiooniline efekt, mis nihutab Maa orbiidi välja ja siis tagasi," selgitas Maslin.
Teiseks, seal on Maa kallutus, mis on põhjus, miks meil on aastaajad. Maa pöörlemistelg tähendab, et üks poolkera kaldub alati päikesest eemale (põhjustab talve), teine aga pool päikest (põhjustab suve). Selle kaldenurk varieerub umbes 41 000-aastase tsükli jooksul, mis muudab aastaaegade äärmuslikkust, ütles Maslin. "Kui on rohkem püsti, siis muidugi on suved vähem soojad ja talv tuleb pisut vähem külm."
Kolmandaks on Maa kallutatud telje võnke, mis liigub justkui keerleva tipuna. "Mis juhtub, põhjustab see, et Maa nurga all pöörduv hoog, mis kord päevas ringleb väga kiiresti, põhjustab telje võnkumist ka ümber," sõnas Maslin. See võnkumine toimub 20 000-aastase tsükli jooksul.
Milankovitch tuvastas, et jahedate suvede orbitaaltingimused olid eriti olulised jääaja eelkäijad. "Teil läheb alati talvel jääd," sõnas Maslin. "Jääaja ehitamiseks peab teil olema osa sellest jääst suve jooksul."
Jääajale üleminekuks aga ainult orbitaalnähtustest ei piisa. Jääaja tegelik põhjuslik seos on kliimasüsteemi põhiline tagasiside, ütles Maslin. Teadlased kiusavad endiselt, kuidas erinevad keskkonnategurid mõjutavad jäätumist ja rasva vähenemist, kuid hiljutised uuringud on näidanud, et kasvuhoonegaaside tase atmosfääris mängib olulist rolli.
Näiteks Saksamaa Potsdami kliimamõjude uuringute instituudi (PIK) teadlased on näidanud, et varasemate jääaegade vallandamise põhjustasid peamiselt süsinikdioksiidi vähenemine ja süsinikdioksiidi järsk tõus atmosfääris inimtegevuse tõttu. põhjustatud heitkogused, on tõenäoliselt kuni 100 000 aasta jooksul pärssinud järgmise jääaja algust.
"Nagu ükski teine jõud planeedil, on jääajad kujundanud globaalset keskkonda ja määranud sellega inimtsivilisatsiooni arengu," ütles PIKi tollane direktor ja ühe sellise uuringu kaasautor Hans Joachim Schellnhuber oma avalduses aastal 2016. "Näiteks võlgneme oma viljaka pinnase viimasele jääajale, mis raiutas ka tänapäevaseid maastikke, jättes liustikud ja jõed taha, moodustades fjordid, moreenid ja järved. Siiski on tänapäeval inimkond oma fossiilkütuste põletamisel tekkivate heitkogustega. mis määrab planeedi edasise arengu. "
