Kwartêre Ystydperk

Die Kwartêre Ystydperk (ook bekend as die Kwarternêre, Pleistoseen- of huidige ystydperk) is die ystydperk wat die hele Kwartêr omvat (van 2,58 miljoen jaar gelede tot die hede) en gekenmerk word deur permanente ysbedekkings op Antarktika en Groenland en die periodieke voorkoms van groot ysbedekkings in Noord-Amerika en Eurasië. Die Kwartêre Ystydperk bestaan uit 'n reeks alternatiewe glasiale en interglasiale tye wat oor die Kwartêr strek en steeds voortduur. 

Hoewel geoloë die hele tydperk tot tans as 'n "ystydperk" beskryf, verwys dit in die volksmond gewoonlik na die laaste glasiale tyd, of na die Pleistoseen in die algemeen. Aangesien die Aarde steeds ysplate op die pole het, beskou geoloë die Kwartêre Ystydperk as steeds voortdurend, hoewel diie Aarde tans in 'n interglasiale, of warmer, tyd is.

In die Kwartêre Ystydperk het ysplate hulle verskyning gemaak; hulle het tydens glasiale tye groter en tydens interglasiale tye kleiner geword. Sedert die einde van die laaste glasiale tyd het net die ysplate op Antarktika en Groenland oorgebly, terwyl ander ysplate wat tydens die glasiale tye gevorm het, heeltemal gesmelt het. 

Die grootste invloede van die Kwartêre Ystydperk is die kontinentale erosie van die grond en die deposito van materiaal; die verandering van die rivierstelsels; die vorming van miljoene mere; veranderings in seevlakke; die isostatiese verandering van die aardkors; oorstromings; en abnormale winde. Die ysplate self, wat die albedo van die Aarde in die ruimte verhoog, verkoel die klimaat verder. Dié invloede het land- en see-omgewings en biologiese gemeenskappe gevorm.

Lank voor die Kwartêre Ystydperk het ys op die aarde gedurende minstens vier ander ystydperke verskyn en verdwyn.

Ontdekking
Begrip vir die Kwartêre Ystydperk is in die 18de en 19de eeu die eerste keer verkry as deel van die wetenskaplike omwenteling.

Oor die afgelope eeu het uitgebreide veldwaarnemings bewyse gelewer dat kontinentale gletsers groot dele van Europa, Noord-Amerika en Siberië bedek het. Kaarte van glasiale eienskappe is opgestel ná baie jare van veldwerk deur honderde geoloë om die rigting van die ysplate se beweging te bepaal. Selfs voordat die teorie van 'n wêreldwye verysing algemeen aanvaar is, het baie waarnemers besef die uitbreiding en krimping van ysplate het meer as een keer plaasgevind.

Beskrywing

Vir geoloë is die definisie van 'n ystydperk die teenwoordigheid van groot hoeveelhede landgebaseerde ys. Voor die Kwartêre Ystydperk het landgebaseerde ys gedurende minstens vier vorige geologiese tydperke gevorm: die Karoo- (360-260 miljoen jaar gelede), die Andes-Sahara- (450-420 miljoen jaar gelede), Kriogeniese (720-635 miljoen jaar gelede) en Paleoproterosoïese verysing (2 400-2 100 miljoen jaar gelede).

Binne die Kwartêre Ystydperk was daar ook periodieke wisselings in die totale volume landys, die seevlak en globale temperature. Gedurende die kouer tye, wat glasiale tye genoem word, het groot ysplate van tot 4 km dik dele van Europa, Noord-Amerika en Siberië bedek. Die korter, warm tye tussenin wanneer kontinentale ysplate krimp, word interglasiale tye genoem. 

Aanvanklik was die sikluslengte tussen glasiale en interglasiale tye sowat 41 000 jaar, maar ná die middel-Pleistoseen sowat 'n miljoen jaar gelede het dit verlangsaam tot sowat 100 000 jaar. Oor die afgelope 740 000 jaar was daar agt glasiale siklusse.

Die hele Kwartêr, wat 2,58 miljoen jaar gelede begin het, word 'n ystydperk genoem omdat minstens een permanente groot ysplaat – die Antarktiese ysplaat – in dié tyd bestaan het. Daar is onsekerheid oor hoeveel van Groenland in elke interglasiale tydperk met ys bedek was.

Die Aarde is op die oomblik in 'n interglasiale tydperk, die epog Holoseen, wat 15 000 tot 10 000 jaar gelede begin het; dit het veroorsaak dat die ysplate van die laaste glasiale tyd geleidelik gesmelt het. Die oorblywende gletsers, wat nou sowat 10% van die Aarde se oppervlak bedek, kom voor op Groenland, Antarktika en sommige bergstreke.

Gedurende die glasiale tye was die seevlak sowat 120 m laer as tans weens die volume ys op land.

Oorsake
Die Aarde se geskiedenis van ysvorming is 'n produk van die interne veranderlikheid van die planeet se klimaatstelsel (byvoorbeeld seestrome en die koolstofsiklus) wat in 'n wisselwerking is met eksterne faktore buite die klimaatstelsel (byvoorbeeld veranderings in die aarde se wentelbaan, vulkanisme en veranderings in die Son se uitset).

Astronomiese siklusse
Die rol van die veranderings in die Aarde se wentelbaan in die klimaat is in die laat 19de eeu die eerste keer deur James Croll genoem. Later het die Serwiese geofisikus Milutin Milankovic op die teorie uitgebrei en bereken dié onreëlmatighede kan die kimaatsiklusse veroorsaak wat nou as die Milankovic-siklusse bekend is. Dit is die gevolg van die toevoegende optrede van verskeie soorte siklusveranderings in die Aarde se wentelbaaneienskappe.

Eerstens kom veranderings in die Aarde se baaneksentrisiteit in 'n siklus van sowat 100 000 jaar voor. Tweedens wissel die Aarde se baanhelling tussen 22° en 24,5° in 'n siklus van 41 000 jaar lank. Die helling van die aardas is verantwoordelik vir die seisoene; hoe groter die helling, hoe groter is die kontras tussen somer- en wintertemperature. Derdens het die presessie van die nagewenings, of die geslinger in die aarde se draaias, 'n periodisiteit (herhaling) van 26 000 jaar. Volgens die Milankovic-teorie veroorsaak dié faktore 'n periodieke afkoeling van die Aarde, met die koudste deel in die siklus wat elke sowat 40 000 jaar voorkom. Die belangrikste uitwerking van die Milankovic-siklusse is om die kontras tussen die seisoene te verander, en nie die jaarlikse hoeveelheid sonhitte wat die aarde ontvang nie. Die gevolg is dat meer ys vorm as smelt, en dit lei tot ysvorming.

Milankovic het die idees van klimaatsiklusse in die 1920's en 1930's uitgewerk, maar 'n lang en gedetailleerde chronologie van die Kwartêre temperatuurveranderings is eers in die 1970's uitgevoer om die teorie genoegsaam te toets. Studies van die diepseesentrums en hulle fossiele dui aan die wisselings in die klimaat in die afgelope paar honderdduisend jaar is merkwaardig naby aan dié wat deur Milankovic voorspel is.

Atmosferiese samestelling
Volgens een teorie het afnames in atmosferiese koolstofdioksied, 'n belangrike kweekhuisgas, die afkoelingneiging op lang termyn begin wat eindelik gelei het tot die vorming van kontinentale ysplate in die Arktika. Geologiese bewyse dui op 'n afname van meer as 90% in die atmosferiese  sedert die middel van die Mesosoïese Era. 'n Ontleding van -rekonstruksies wys  in die atmosfeer het afgeneem voor en gedurende Antarktiese ysvorming, en steun 'n aansienlike afname in die gas as die hoofoorsaak daarvan.

Vlakke van  speel 'n belangrike rol in die oorgange tussen glasiale en interglasiale tye. 'n Hoë inhoud stem ooreen met warm interglasiale tye, en lae vlakke met glasiale tye. Ander studies dui daarop dat  dalk nie die hoofoorsaak van die oorgange is nie, maar eerder 'n gevolg daarvan. Die verduideliking van dié wisselende -vlakke bly 'n moeilike probleem.

Plaattektoniek en seestrome
'n Belangrike komponent in die ontwikkeling van ystydperke op lang termyn is die posisie van die kontinente. Dit kon die sirkulasie van die oseane en die atmosfeer beïnvloed het, byvoorbeeld hoe seestrome hitte na groot hoogtes oordra. Deur die grootste deel van die geologiese tyd was die Noordpool blykbaar in 'n breë, oop oseaan wat meegebring het dat groot seestrome onverpoos beweeg het. Ekwatoriale waters het in die poolstreke ingevloei en hulle verhit. Dit het gematigde, uniforme klimate veroorsaak wat deur die grootste deel van die geologiese tyd voortgeduur het.

Tydens die Kainosoïese Era het die groot Noord- en Suid-Amerikaanse kontinentale plate weswaarts van die Eurasiese plaat af gedryf. Dit het ingegryp in die ontwikkeling van die Atlantiese Oseaan, wat noord-suid geloop het, met die Noordpool in die klein, byna landingeslote bekken van die Arktiese Oseaan. Die Drakestraat het 33,9 miljoen jaar gelede geopen (die Eoseen-Oligoseen-oorgang), en dit het Antarktika van Suid-Amerika afgesny. Die Antarktiese Sirkumpolêre Stroom kon toe daardeur vloei, en dit het Antarktika geïsoleer van die warm waters. Dit het die vorming van sy groot ysplate tot gevolg gehad. 

Die verswakking van die Noord-Atlantiese Stroom omstreeks 3,65 tot 3,5 miljoen jaar gelede het gelei tot die verkoeling van die Arktiese Oseaan. Dit het later in die Plioseen die ontwikkeling van Arktiese see-ys en die vorming van kontinentale gletsers veroorsaak. Die Panamalandengte het sowat 2,6 miljoen jaar gelede by 'n konvergerende plaatrand ontwikkel, en dit het oseaniese sirkulasie verder afgesonder en die laaste seestraat buite die poolstreke gesluit wat die Stille Oseaan en die Atlantiese Oseaan verbind het. Dit het die poolwaartse vervoer van sout en hitte laat toeneem en die Noord-Atlantiese termohaliene sirkulasie versterk, wat genoeg vog aan arktiese hoogtes verskaf het om die noordelike ysvorming te laat begin.

Opstoting van berge
Die verhoging van kontinentale oppervlakke, dikwels vanweë bergvorming, het vermoedelik bygedra tot die Kwartêre ysvorming. Die geleidelike beweging van die grootste deel van die Aarde se landmassas weg van die tropiese gebiede en die toenemende bergvorming in die laat Kainosoïese Era het meer grond by groot hoogtes tot gevolg gehad, wat die vorming van gletsers bevorder het. Die Groenlandse ysplaat het byvoorbeeld gevorm met die verhoging van die Wes- en Oos-Groenlandse hooglande in twee fases, 10 en 5 miljoen jaar gelede in die Mioseen. Die Andes het tot hoogtes gestyg wat gelei het tot die ontwikkeling van valleigletsers sowat 'n miljoen jaar gelede.

Gevolge
Die teenwoordigheid van so baie ys op die kontinente het 'n groot uitwerking gehad op feitlik elke aspek van die Aarde se hidrologiese stelsel. Die sigbaarste hiervan is die asemrowende bergtonele en ander kontinentale landskappe wat gevorm is deur gletsererosie en afsettings, eerder as lopende water. Hele nuwe landskappe oor miljoene vierkante kilometers het in 'n relatief kort tyd ontstaan. Die uitwerking van verysing is regstreeks of onregstreeks in elke deel van die wêreld gevoel.

Mere
Die Kwartêre ysvorming het meer mere geskep as al die ander geologiese prosesse saam. Die rede is dat 'n kontinentale gletser die dreineringstelsel heeltemal ontwrig. Die oppervlak waaroor die gletser beweeg het, is deur die ys geskuur en geërodeer, en dit het baie ingeslote, ongedreineerde depressies (holtes) in die rotslaag agtergelaat. Dié depressies is met water gevul en het mere geword.

Baie groot mere is aan die rande van die gletsets gevorm. Die ys op Noord-Amerika én Europa was sowat 3 000 m dik naby die middel, maar het vlakker geword na die rande toe. Die gewig van die ys het veroorsaak dat die aardkors gesak het, en dit was die grootste onder die dikste dele van die ys. Toe die ys smelt, het die terugstoot van die kors stadig plaasgevind, en dit het hellings veroorsaak. Dié hellings het bekkens gevorm wat al duisende jare bestaan. Dié bekkens het mere geword wat deur die oesane gevul is. Die Oossee en Groot Mere van Noord-Amerika is hoofsaaklik so gevorm.

Die talle mere van Kanada, Swede en Finland is vermoedelik minstens gedeeltelik gevorm uit rotslae wat deur gletsers geërodeer is.

Reënmere
Die klimaatstoestande wat verysing veroorsaak het, het 'n indirekte invloed op die droë en halfdroë streke gehad wat ver van die gletsers geleë was. Die toenemende reën wat die gletsers aangevul het, het ook die dreinering van groot riviere en strome vergroot, en dit het die vorming en vergroting van groot reënmere tot gevolg gehad. Die meeste reënmere het in relatief droë streke ontstaan waar daar gewoonlik onvoldoende reën was om 'n dreineringstelsel te vorm wat na die oseane lei. Die water het dus in geslote bekkens ingevloei en droë mere gevorm. Met 'n toename in reën in die glasiale tye het die droë mere vergroot en oorvloei. In interglasiale tye, wanneer daar minder reën was, het die mere gekrimp en klein soutvlaktes gevorm.

Isostatiese aanpassing
Groot isostatiese aanpassings van die aardkors tydens die Kwartêre ysvorming is deur die gewig van die ys veroorsaak, wat die kontinente verlaag het. In Kanada is 'n groot streek om Hudsonbaai onder die (huidige) seevlak afgedruk, so ook die streek om die Oossee in Europa. Die grond is besig om weer terug te stoot sedert die ys gesmelt het. Sommige van dié isostatiese bewegings het sowat 9 000 jaar gelede groot aardbewings in Skandinawië veroorsaak. Dié aardbewings is uniek omdat hulle nie met plaattektoniek verband hou nie.

Studies het aangedui die terugstotings het in twee aparte stadiums plaasgevind. Die aanvanklike terugstoting nadat die ys gesmelt het (wat "elasties" genoem word), was vinnig. Ná die "elastiese" stadium het die tempo afgeneem. Vandag styg die aardkors met sowat 1 cm per jaar of minder, behalwe in dele van Noord-Amerika, veral Alaska, waar die tempo sowat 2,54 cm per jaar is. In Noord-Europa blyk dit duidelik uit GPS-data wat verkry word deur die BIFROST-GPS-netwerk. Volgens studies sal die aardkors nog minstens die volgende 10 000 jaar terugstoot.

Winde
Die teenwoordigheid van ys oor so 'n groot deel van die kontinente het patrone van armosferiese sirkulasie grootliks verander. Winde naby die ys was sterk en aanhoudend vanweë die volop digte, koue lug wat van die ys opgestyg het. Dié winde het groot hoeveelhede los, fyn sediment vervoer wat deur die gletsers afgebring is. Dit het as loes (waaigrond) versamel en onreëlmatige lae oor groot dele van die Missouririviervallei, Sentraal-Europa en Noord-China gevorm.

Sandduine was in die vroeë Ystydperk volopper en aktiewer in baie gebiede. 'n Goeie voorbeeld is die Sandhills-streek in Nebraska, VSA, wat oor 'n gebied van sowat 60 000 km2 strek. Dié streek was 'n groot, aktiewe duineveld in die Pleistoseen, maar is vandag grootliks met gras bedek en gestabiliseer.

Seestrome
Dik gletsers was swaar genoem om in verskeie belangrike gebiede die seebodem te breik. Dit het die vloei van die seewater geblokkeer en seestrome beïnvloed. Dit het ook indirekte gevolge gehad, want seestrome dra by tot globale hitteverspreiding.

Vorige ystydperke

Ysvorming is 'n seldsame gebeurtenis in die Aarde se geskiedenis, maar daar is bewyse van wydverspreide ysvorming in die laat Paleosoïese Era (300 tot 200 miljoen jaar gelede) en laat Prekambrium (dus die Neoproterosoïese Era, 800 tot 600 miljoen jaar gelede). 

Voordat die huidige ystyperk 2 tot 3 miljoen jaar gelede begin het, was die Aarde se klimaat gewoonlik vir lang tydperke gematig en uniform. Dié klimaatsgeskiedenis word bewys deur die soorte fossiele van plante en diere en deur die eienskappe van die sedimente wat in die stratigrafiese rekords bewaar gebly het. Daar is egter wydverspreide glasiale deposito's, wat dui op verskeie lang tydperke van antieke ysvorming voor die huidige Kwartêre Ystydperk.

Een van die bes aangetekende rekords van 'n vorige ystyderk is die Karoo-ystydperk, waarvan bewyse ontdek is in die laat Paleosoïese rotse in Suid-Afrika, Indië, Suid-Amerika, Antarktika en Australië. Deposito's van selfs ouer glasiale sediment word op elke kontinent buiten Suid-Amerika aangetref. Dit dui op nog twee tydperke van wydverspreide ysvorming in die laat Prekambrian, en dit het gelei tot die Sneeubalaarde in die Kriogenium-periode.

Volgende glasiale tyd
Die warmer neiging wat op die laaste gasiale maksimum gevolg het, sedert omtrent 20 000 jaar gelede, het daartoe gelei dat die seevlak met sowat 130 m gestyg het. Dié verwarming het sowat 6 000 jaar gelede afgeneem en die seevlak is redelik stabiel sedert die Neolitikum.

Die huidige interglasiale tyd (die Holoseen se klimaatoptimum) is stabiel en warm in vergelyking met voriges, wat onderbreek is deur talle koue tye wat honderde jare geduur het. Dié stabiliteit kon gelei het tot die Neolitiese Omwenteling en dus die menslike beskawing.

Gebaseer op wentelmodelle van die Aarde, sal die verkoelingsneiging wat sowat 6 000 jaar gelede begin het, vir nog 23 000 jaar aanhou. Klein veranderings in die Aarde se wentelbaanparameters dui egter daarop dat daar vir die volgende 50 000 jaar nie nog 'n glasiale tyd sal wees nie, selfs sonder enige bydrae deur die mens. Dit is moontlik dat die huidige verkoelingsneiging onderbreek kan word deur 'n warmer tyd oor sowat 60 000 jaar, met die volgende glasiale tyd wat eers oor sowat 100 000 jaar sal aanbreek.

In die 1970's was daar kommer dat die volgende glasiale tyd op hande kan wees. Dit was gebaseer op vorige ramings vir die lengte van interglasiale tye van sowat 10 000 jaar. Effense veranderings in die eksentrisiteit van die Aarde se wentelbaan om die Son dui egter op 'n lang interglasiale tyd wat nog 50 000 jaar kan duur. Dit lyk ook nou of die mens se impak dié lang interglasiale tyd kan verleng. Ramings van die tydlyn vir die volgende glasiale maksimum hang in 'n groot mate af van die hoeveelheid  in die atmosfeer.

Meer onlangse studies voorspel dat die hoeveelheid gasse wat hitte vasvang en deur die mens in die oseane en atmosfeer vrygestel word, die volgende glasiale tyd oor 50 000 jaar asook verdere glasiale tye kan voorkom.

Verwysings

Skakels 
 
  Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse en Nederlandse Wikipedia
Glaciers and Glaciation
Pleistocene Glaciation and Diversion of the Missouri River in Northern Montana

Alaska's Glacier and Icefields
 (the last 2 million years)
IPCC's Palaeoclimate(pdf) 
Oorsake
Astronomical Theory of Climate Change
Milutin Milankovitch and Milankovitch cycles

Geologiese tydperke
Klimatologie
Kwartêr
Ystydperke