تخيل أفق شيكاغو. تخيل الآن أنها تحت ثلوج من الجليد (حوالي 3 كيلومترات). هذا هو شكل المناظر الطبيعية في ذروة العصر الجليدي الأخير.
في نطاق التاريخ الجيولوجي الأخير للأرض ، لم يكن هذا مشهدًا غير عادي. في 2.6 مليون سنة الماضية (أو ما يعرف باسم فترة الرباعية) ، مر الكوكب بأكثر من 50 من العصور الجليدية ، مع فترات دفء بين الجليدية بينهما.
ولكن ما الذي يجعل الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية تتوسع بشكل دوري؟ إن العصور الجليدية مدفوعة بمجموعة معقدة ومترابطة من العوامل ، تتضمن موقع الأرض في النظام الشمسي والمزيد من التأثيرات المحلية ، مثل مستويات ثاني أكسيد الكربون. لا يزال العلماء يحاولون فهم كيفية عمل هذا النظام ، خاصة وأن تغير المناخ الذي يتسبب فيه الإنسان ربما يكون قد كسر الدورة بشكل دائم.
لم يكن حتى قبل قرون قليلة بدأ العلماء في التعرف على تلميحات عن تجميد الماضي العميق. في منتصف القرن التاسع عشر ، قام عالم الطبيعة السويسري الأمريكي لويس أغاسيز بتوثيق العلامات التي خلفتها الأنهار الجليدية على الأرض ، مثل الصخور خارج المكان وأكوام عملاقة من الحطام ، والمعروفة باسم الركام ، والتي اشتبه في أنها حملت الأنهار الجليدية القديمة و دفعت لمسافات طويلة.
بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، كان العلماء قد حددوا أربعة عصور جليدية حدثت خلال العصر البليستوسيني ، والتي استمرت من حوالي 2.6 مليون سنة حتى حوالي 11.700 سنة مضت. ومع ذلك ، لم يدرك الباحثون إلا بعد عقود أن هذه الفترات الباردة جاءت بشكل أكثر انتظامًا.
حدث تقدم كبير في فهم دورات العصر الجليدي في أربعينيات القرن الماضي ، عندما اقترح عالم الفيزياء الفلكية الصربي ميلوتين ميلانكوفيتش ما أصبح يعرف باسم دورات ميلانكوفيتش ، رؤى لحركة الأرض التي لا تزال تستخدم لشرح تغير المناخ اليوم.
قال مارك ماسلين ، أستاذ علم المناخ القديم بجامعة كوليدج لندن ، لـ Live Science إن ميلانكوفيتش حدد ثلاث طرق رئيسية يختلف مدار الأرض فيها فيما يتعلق بالشمس. تحدد هذه العوامل مقدار الإشعاع الشمسي (بمعنى آخر ، الحرارة) الذي يصل إلى الكوكب.
أولاً ، هناك الشكل اللامركزي لمدار الأرض حول الشمس ، والذي يختلف من دائري تقريبًا إلى إهليلجي في دورة 96000 سنة. وأوضح مازلن أن "السبب وراء حدوث هذا الانتفاخ هو أن المشتري ، الذي يمثل 4٪ من كتلة نظامنا الشمسي ، له تأثير جاذبي قوي ، والذي ينقل مدار الأرض للخارج ثم يعود للخلف".
ثانيًا ، هناك ميل الأرض ، وهذا هو سبب وجود المواسم. يعني المحور المائل لدوران الأرض أن نصف الكرة الأول يميل دائمًا بعيدًا عن الشمس (مما يسبب الشتاء) بينما يميل الآخر نحو الشمس (يسبب الصيف). وقال ماسلن إن زاوية هذا الميل تختلف باختلاف دورة حوالي 41000 سنة ، الأمر الذي يغير مدى تطرف المواسم. "إذا كان أكثر استقامة ، فبالطبع سيكون الصيف أقل دفئًا والشتاء سيكون أقل برودة."
ثالثًا ، هناك تمايل لمحور الأرض المائل ، والذي يتحرك كما لو كان قمة دوارة. وقال ماسلن: "ما يحدث هو أن الزخم الزاوي للأرض يدور ويدور بسرعة كبيرة مرة واحدة في اليوم ، ويتسبب في اهتزاز المحور أيضًا". يحدث هذا التمايل على دورة 20000 سنة.
حدد ميلانكوفيتش أن الظروف المدارية للصيف البارد كانت سلائف مهمة بشكل خاص للعصور الجليدية. قال ماسلين "ستشرب الثلج على الدوام في الشتاء". "لبناء عصر جليدي ، تحتاج إلى بقاء بعض من هذا الجليد على قيد الحياة خلال الصيف."
ولكن ، للانتقال إلى عصر جليدي ، فإن الظواهر المدارية وحدها ليست كافية. وقال ماسلن إن السبب الحقيقي لعصر جليدي هو التغذية المرتدة الأساسية في النظام المناخي. لا يزال العلماء يبتعدون عن كيفية تأثير العوامل البيئية المختلفة على التجلد والتجلد ، لكن الأبحاث الحديثة تشير إلى أن مستويات غازات الدفيئة في الغلاف الجوي تلعب دورًا مهمًا.
على سبيل المثال ، أظهر العلماء في معهد بوتسدام لأبحاث التأثيرات المناخية (PIK) في ألمانيا أن بداية العصور الجليدية الماضية نجمت بشكل أساسي عن انخفاضات في ثاني أكسيد الكربون وأن الزيادة الكبيرة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، بسبب تسبب في الانبعاثات ، من المحتمل أن يكون قد كبح بداية العصر الجليدي التالي لمدة تصل إلى 100000 سنة.
وقال هانز جواكيم شيلنهوبر ، مدير PIK آنذاك والمؤلف المشارك لإحدى تلك الدراسات ، في بيان: "مثل أي قوة أخرى على كوكب الأرض ، شكلت العصور الجليدية البيئة العالمية وبالتالي حددت تطور الحضارة البشرية". في عام 2016. "على سبيل المثال ، نحن مدينون بتربتنا الخصبة حتى العصر الجليدي الأخير الذي اقتطع مناظر طبيعية اليوم أيضًا ، تاركًا الأنهار الجليدية والأنهار خلفها ، وتشكيل المضايق والموران والبحيرات. ومع ذلك ، فهي اليوم البشرية مع انبعاثاتها من حرق الوقود الأحفوري التي تحدد التطور المستقبلي للكوكب ".
