De laatste ijstijd leidde tot de opkomst van de wolharige mammoet en de enorme uitbreiding van gletsjers, maar het is slechts een van de vele die de aarde in de 4,5 miljard jaar oude geschiedenis van de planeet hebben gekoeld.
Dus, hoe vaak komen ijstijden voor, en wanneer wordt verwacht dat de volgende bevriezing begint?
Het antwoord op de eerste vraag hangt ervan af of je het hebt over grote ijstijden of de kleine ijstijden die binnen die grotere periodes plaatsvinden. De aarde heeft vijf grote ijstijden ondergaan, waarvan sommige honderden miljoenen jaren hebben geduurd. In feite bevindt de aarde zich nu in een grote ijstijd, wat verklaart waarom de planeet poolkappen heeft.
Grote ijstijden zijn goed voor ongeveer 25 procent van de afgelopen miljard jaar van de aarde, zei Michael Sandstrom, een doctoraatsstudent in paleoklimaat aan de Columbia University in New York City.
De vijf belangrijkste ijstijden in het paleo-record zijn de Huronische ijstijd (2,4 miljard tot 2,1 miljard jaar geleden), de cryogene ijstijd (720 miljoen tot 635 miljoen jaar geleden), de Andes-Sahara-ijstijd (450 miljoen tot 420 miljoen jaar geleden) , de laat-paleozoïsche ijstijd (335 miljoen tot 260 miljoen jaar geleden) en de quartaire ijstijd (2,7 miljoen jaar geleden tot nu).
Deze grote ijstijden kunnen kleinere ijstijden (glacials) en warmere periodes (interglacials genoemd) bevatten. Tijdens het begin van de quartaire ijstijd, van ongeveer 2,7 miljoen tot 1 miljoen jaar geleden, traden deze koude ijstijden elke 41.000 jaar op. In de afgelopen 800.000 jaar zijn er echter enorme ijzige platen minder vaak verschenen - ongeveer elke 100.000 jaar, zei Sandstrom.
Dit is hoe de cyclus van 100.000 jaar werkt: ijskappen groeien ongeveer 90.000 jaar en nemen dan in warmere periodes ongeveer 10.000 jaar in beslag. Vervolgens herhaalt het proces zich.
Gezien het feit dat de laatste ijstijd ongeveer 11.700 jaar geleden eindigde, is het niet tijd dat de aarde weer ijzig wordt?
"We zouden nu naar een andere ijstijd moeten gaan", vertelde Sandstrom aan WordsSideKick.com. Maar twee factoren die verband houden met de baan van de aarde en die de vorming van glacialen en interglacials beïnvloeden, zijn uitgeschakeld. "Dat, in combinatie met het feit dat we zoveel koolstofdioxide in de atmosfeer pompen, zullen we waarschijnlijk niet voor 100.000 jaar een ijstijd betreden", zei hij.
Wat veroorzaakt een ijstijd?
Een hypothese van de Servische astronoom Milutin Milankovitch (ook wel gespeld als Milanković) legt uit waarom de aarde in en uit gletsjers en interglacialen fietst.
Terwijl de planeet om de zon cirkelt, zijn er drie factoren die van invloed zijn op het zonlicht: de kanteling (die varieert van 24,5 graden tot 22,1 graden in een cyclus van 41.000 jaar); zijn excentriciteit (de veranderende vorm van zijn baan om de zon, die varieert van een bijna cirkel tot een ovaalachtige vorm); en het wiebelen (één volledige wiebel, die eruitziet als een langzaam draaiende top, gebeurt elke 19.000 tot 23.000 jaar), volgens Milankovitch.
In 1976 leverde een mijlpaal in het tijdschrift Science het bewijs dat deze drie orbitale parameters de ijstijden van de planeet verklaarden, zei Sandstrom.
"De theorie van Milankovitch is dat de orbitale cycli door de tijd heen voorspelbaar en zeer consistent zijn geweest", zei Sandstrom. 'Als je in een ijstijd zit, heb je min of meer ijs, afhankelijk van deze orbitale cycli. Maar als de aarde te warm is, zullen ze in principe niets doen, althans in termen van ijsgroei.'
Een ding dat de aarde kan verwarmen, is een gas zoals koolstofdioxide. In de afgelopen 800.000 jaar schommelden de kooldioxidespiegels tussen ongeveer 170 delen per miljoen en 280 ppm (wat betekent dat van de 1 miljoen luchtmoleculen er 280 kooldioxidemoleculen zijn). Dat is een verschil van slechts ongeveer 100 ppm tussen glacialen en interglacials, zei Sandstrom.
Maar het kooldioxidegehalte is tegenwoordig veel hoger in vergelijking met deze fluctuaties uit het verleden. Volgens Climate Central bereikte het kooldioxidegehalte in Antarctica in mei 2016 het hoge niveau van 400 ppm.
De aarde was eerder warm. Zo was het tijdens het dinosaurustijdperk veel warmer. 'het enge is hoeveel koolstofdioxide we in zo'n korte tijd hebben gestopt', zei Sandstrom.
De opwarmende effecten van die kooldioxide zullen grote gevolgen hebben, zei hij, omdat zelfs een kleine stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde tot drastische veranderingen kan leiden, zei hij. Zo was de aarde tijdens de laatste ijstijd gemiddeld slechts ongeveer 9 graden Fahrenheit (5 graden Celsius) kouder dan nu, zei Sandstrom.
Als de opwarming van de aarde de ijskappen van zowel Groenland als Antarctica doet smelten, zullen de oceanen ongeveer 60 meter hoger stijgen dan nu, zei Sandstrom.
Wat leidt tot grote ijstijden?
De factoren die de lange ijstijden hebben veroorzaakt, zoals de quartaire ijstijd, zijn minder goed begrepen dan de factoren die tot ijstijden hebben geleid, merkte Sandstrom op. Maar een idee is dat een enorme daling van het kooldioxidegehalte kan leiden tot lagere temperaturen, zei hij.
Bijvoorbeeld, volgens de hypothese van verheffing en verwering, toen platentektoniek bergketens opduwde, werd nieuwe rots blootgelegd. Dit onbeschermde gesteente was gemakkelijk verweerd en uiteengevallen en zou in de oceanen vallen en kooldioxide meenemen.
Deze rotsen leverden cruciale componenten die mariene organismen gebruikten om hun calciumcarbonaatschelpen te bouwen. In de loop van de tijd haalden zowel de rotsen als de schelpen kooldioxide uit de atmosfeer, wat, samen met andere krachten, hielp om het kooldioxidegehalte in de atmosfeer te verlagen, zei Sandstrom.
