100 000 vuoden jakson ongelma

100 000 vuoden jakson ongelma on se, että suuret jääkaudet ilmaantuvat noin 100 000 vuoden jaksoissa, mutta Maan pinnalle tuleva Auringon säteily vaihtelee noin 43 000 ja 22 000 vuoden jaksoissa Milankovićin jaksojen mukaan.

100 000 vuoden jakso 

Ei osata sanoa täsmälleen sitä, miksi Maa seuraa nykyään 100 000 vuoden jaksoa. Monien mielestä 100 000 vuoden jakso ei havainnoista päätellen ole Milankovićin teorian ennustama maan eksentrisyysjakso, vaan ilmeisesti jokin muu jakso.

Osaselitys voi olla siinä, että viimeisen kolmen miljoonan vuoden aikana Maa on hitaasti kylmentynyt. Joidenkin mielestä jäätiköt kasvavat nykyään laajemmiksi ja paksummiksi, eivätkä ehdi sulaa 41 000 vuoden jaksojen tahdissa. Tällöin 100 000 vuoden jakso olisi jonkinlainen valejakso.

100 000 vuoden jakso tuottaa esimerkiksi jäätiköiden tilavuuksia kuvaaviin aikakaavioihin ”sahakuvion” jossa jäätiköt tosin rajusti keinahdellen ensin kasvavat noin 85 000–90 000 vuotta, sitten romahtavat. Tämä sahakuvio näkyy selvästi mm Antarktiksen jääkairausnäytteissä.

Joidenkin mielestä maan radan soikeus voisi olla kaikesta huolimatta ainakin osaksi ilmastoa muuttava tekijä. Soikeusjakso muuttaa Maan pinnalle tulevaa auringon säteilyä vain 1–2 %. Näin on ollut viimeiset miljoona vuotta. 100 000 vuoden jakso liittyy 95 ja 125 000 vuoden jaksojen yhdistymiseen. 100 000 vuoden jaksoa on väitetty harhaksi tai jostain resonanssista johtuvaksi. 100 000 vuoden jakso saattaa johtua Maan radan kaltevuuden vaihteluista. Myöskään soikeuden pidempi 400 000 vuoden jakso ei näy yli miljoonan vuoden ikäisissä kerrostumissa. Edellinen jääkausien välinen aika, lämmin Eem-interglasiaali alkoi noin 10 000 vuotta aiemmin kuin Milankovićin teoria edellyttäisi.

Maapallon ilmasto alkoi kylmetä uudelleen noin 8 000 vuotta sitten eli 6 000 eaa. Mutta nykyinen kasvihuoneilmiö on kääntänyt kehityksen päinvastaiseksi. Ilman nykyistä ilmastonmuutosta uusi jääkausi tulisi muutaman tuhannen vuoden päästä.

Perusselitys 100 000 vuoden jaksolle? 

Erään näkemyksen mukaan 100000 vuoden jakso selittyy sillä, että varhaisten mannerjäätiköiden alla oli niiden leviämistä helpottavaa maa-ainetta. Näin alusta voiteli niiden etenemistä ja ne saattoivat levitä ja supistua Milankovićin jaksojen tahdissa. Jäätiköt  olivat suhteellisen ohuita ja painoivat maankuorta vain vähän. Mutta noin miljoona vuotta sitten jäätiköiden liikkeitä edistävä maa-aines kului pois, ja niistä tuli paksummiksi kasvavia ja hidasliikkeisempiä. Näin jäätiköitymisjakso piteni ja irtautui Milankovićin jaksoista.

Merijäiden muutokset luovat 100 000 vuoden jakson?

On esitetty ajatuksia siitä, että Maan jäätiköitymistila ja muut tekijät muuttelevat Milankovićin jaksojen vaikutusta. Milankovićin jaksoista ennustettu insolaatio ja Maan lämpötila eivät aina täsmää. On laadittu erilaisia malleja siitä, millä tavoin Milankovićin jaksot vaikuttavat jäätiköitymisiin. Eräässä Paillardin mallissa jään kasautumisnopeus riippuu muun muassa siitä, onko käynnissä suurjäätiköityminen, pienjäätiköityminen vai jääkausien välinen aika..

On ehdotettu, että merijäiden vaihteluissa olisi itsenäinen 100 000 vuoden jakso, joka ilmenee sopivissa oloissa. Tämä vaikuttaisi ilmastoon Milankovićin jaksojen lisäksi. Merijäiden pinta-alan vaihtelu saattaa kulkea hieman eri tahdissa ja olla joissain suhteissa päinvastainenkin kuin mannerjäätiköiden vaihtelu.

Hiilidioksidin ajoittainen vapautuminen luo 100 000 vuoden jakson?

Hiilidioksidin vaikutuksesta Milankovicin jaksojen vahvistimena on kiistelty pitkään. Kylmä vesi voi sitoa paljon hiilidioksidia, joka on ilmakehää lämmittävä kasvihuonekaasu. Uusien teorioiden mukaan ilmakehän hiilidioksidin vapautuminen tietyissä oloissa esimerkiksi jäätiköiden kasvettua kyllin suureksi laukaisee kasvihuone-ilmiön ja lämpenemisen. Erään teorian mukaan jäätiköiden kasvu pohjoisella pallonpuoliskolla kyllin suureksi yhdessä Maan akselikallistuman ja ilmastoprekession kanssa siirsi länsituulia etelään. Nämä mylläsivät merivettä, josta vapautui suuri määrä hiilidioksidia.

Viime jääkauden päättymisen aikoihin vapautui todella valtavat määrät hiilidioksidia ilmakehään nopeasti. Pitkään on tiedetty, että pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon ilmaston vaihtelut kytkeytyvät toisiinsa niin että kun etelässä lämpenee, pohjoisessa kylmenee ja päinvastoin.
Jotkut tutkijat pitävät tähän syynä termohaliinikierron vaihteluja, mutta muitakin syitä siihen voi olla. Myöskään pohjoisen ja eteläisen pallonpuoliskon vaihtelut eivät mene samassa tahdissa. Jää alkoi sulaa muutamaa tuhatta vuotta ennen pohjoisen jään sulamisen alkua trooppisilta Andeilta. Tämän jälkeen Antarktiksen jää alkoi hitaasti pienentyä. Sitten pohjoisenkin jää alkoi sulaa sinne Auringon säteilyn voimistuessa. Mutta se ei riitä selittämään nopeaa hiilidioksidin vapautumista. Hiilidioksidiahan sitoutui runsaasti rehevään maakasvillisuuteen, joka valtasi jääkauden päättyessä alaa.

Kun pohjoisen jää suli soittain, makeaa vettä vapautui Atlanttiin, millä oli yllättäen viilentävä vaikutus pohjoisessa. Mutta tämä viileneminen siirsi maapallon tuulia etelämmäs yhdessä Maan akselin muutosten kanssa. Etelään siirtyneet länsituulet lämmittivät suoraan Antarktista, mikä taas laukaisi Maan lämpenemisen.

Anderssonin teorian mukaan hiilidioksidi vapautui syvämerestä, kun eteläisen pallonpuoliskon länsituulet muuttivat suuntaa ja vaikuttivat merivirtoihin sekoittaen syvemmältä ja voimakkaammin merivettä, johon oli sitoutunut hiilidioksidia. Länsituulten suunnanmuutos toi lämmintä ilmaa ja merivettä keskileveysasteille. Tämä nopeutti jääkauden loppumista.
Kaikki ilmastotutkijat eivät ole yhtä mieltä siitä, että länsituulet olisivat voineet vaeltaa etelään, tai siitäkään että tämä vaellus olisi kyennyt lisäämään ilmakehän hiilidioksidia, muun muassa sen takia että lämpeneminen olisi ehkä lisännyt hiilidioksidia kuluttavien kasvien ja kasviplanktonin määrää.

Hiilidioksidille on ehdotettu meren sijasta lähteeksi maaperää. Yksi teoria väittää hiilidioksidin vapautuneen jäätiköiden sulavesien tulvittamalta maalta. Toinen väittää lähteeksi jäätikön läheisen alueen. Zeng oli vuonna 2010 mukana tutkimusryhmässä joka päätteli, että Etelämantereella Kuningas Georgen saarelta Collinsin jäätikön lähialueelta vapautuu hiilidioksidia ilmaan. Zheng on vuonna 2007 ehdottanut, että Laurentiden jäätikön kasvaminen kyllin suureksi mahdollistaa sen alle sitoutuneen hiilidioksidin vapautumisen jäätikön tilan muutoksissa. Tämä tapahtuisi noin 100 000 vuoden välein. Arvostelijoiden mielestä Zengin teoriasta ei ole suoria todisteita.

Lähteet 

Paleoklimatologia
Ilmastohistoria