Zaman air batu

Zaman air batu ialah tempoh panjang penurunan suhu pada permukaan dan atmosfera Bumi, mengakibatkan kehadiran atau pengembangan lembar ais benua, lembar ais kutub dan glasier pergunungan. Iklim bumi silih berganti antara beberapa fasa zaman ais dan fasa rumah hijau. Bumi kini berada dalam zaman air batu yang dipanggil pengglasieran Kuaterner. Denyutan individu iklim sejuk pada zaman air batu dikenali sebagai tempoh glasier (pengglasieran, peringkat glasier, atau dalam bahasa sehari-hari dikenali sebagai "zaman air batu"), dan tempoh pemanasan yang sebentar dalam lingkungan zaman air batu dikenali sebagai tempoh antara glasier atau interstad.

Dalam bidang glasiologi, istilah zaman air batu ditakrifkan dengan kehadiran lembar ais yang luas di hemisfera utara dan hemisfera selatan. Dengan takrifan ini, tempoh Holosen pada masa ini merupakan sebuah tempoh antara glasier pada zaman air batu. Pengumpulan gas rumah hijau antropogenik dijangka melambatkan tempoh glasier seterusnya.

 Bukti 
Terdapat tiga jenis bukti utama untuk zaman air batu: bukti geologi, bukti kimia, dan bukti paleontologi.

Bukti geologi untuk zaman air batu terdapat dalam pelbagai bentuk, termasuk sentalan dan cakaran batu, morain glasier, drumlin, pembelahan lembah dan pemendapan tilit dan eratik glasier. Pengglasieran yang berlaku secara berturut-turut cenderung untuk mengherot-benyot serta memadamkan bukti geologi pada pengglasieran terdahulu, menjadikannya sukar untuk ditafsirkan. Tambahan pula, bukti ini sukar untuk mentarikh secara tepat; terdapat teori awal mengandaikan bahawa tempoh glasier adalah pendek berbanding dengan tempoh antara glasier yang panjang. Kemunculan mendapan dan teras ais mendedahkan keadaan sebenar: tempoh glasier adalah lama, tempoh antara glasier pula singkat masanya. Hal ini mengambil sedikit masa untuk teori semasa diusahakan.

Bukti kimia paling utama terdiri daripada variasi nisbah isotop pada fosil yang terdapat dalam mendapan dan batuan enapan serta teras mendapan lautan. Untuk tempoh-tempoh glasier terkini, kedua-dua teras ais serta gelembung udara dalam sampel atmosfera menyediakan proksi iklim. Oleh kerana air yang mengandungi isotop yang lebih ringan mempunyai haba penyejatan yang lebih rendah, perkadarannya berkurangan seiring keadaan yang lebih panas. Hal ini membolehkan rekod suhu dibina. Namun, bukti kimia boleh terganggu dengan faktor lain yang direkodkan oleh nisbah isotop.

Bukti paleontologi terdiri daripada perubahan dalam taburan geografi fosil. Semasa tempoh glasier, organisma telah menyesuaikan diri dengan cuaca sejuk merebak ke latitud yang lebih rendah, dan organisma yang lebih suka keadaan yang lebih panas menjadi pupus atau berundur ke latitud yang lebih rendah. Bukti ini juga sukar untuk ditafsir kerana ia memerlukan:

 jujukan mendapan yang meliputi tempoh masa panjang, pada julat latitud yang luas dan yang mudah dikaitkan;
 organisma purba yang bertahan selama beberapa juta tahun tanpa perubahan dan keutamaan suhunya mudah didiagnosis; serta
 penemuan fosil yang berkaitan.

Walaupun menghadapi kesukaran, analisis teras air batu dan teras mendapan lautan telah menyediakan rekod tempoh glasier dan rekod tempoh antara glasier yang boleh dipercayai melangkaui beberapa juta tahun yang lalu. Analisis tersebut juga mengesahkan kaitan antara zaman air batu dengan fenomena kerak benua seperti morain glasier, drumlin dan eratik glasier. Oleh itu, fenomena kerak benua diterima sebagai bukti yang baik tentang zaman ais yang lebih awal apabila ia ditemui pada lapisan yang dicipta lebih awal berbanding julat masa yang teras ais dan teras sedimen lautan tersedia.

 Zaman-zaman air batu utama 
kiri|thumb| Garis masa pengglasieran, ditunjukkan dalam warna biru
Terdapat sekurang-kurangnya lima zaman air batu utama dalam sejarah Bumi (yang dikenali sebagai pengglasieran Huron, pengglasieran Kriogen, pengglasieran Andes-Sahara, pengglasieran Paleozoik Akhir, dan Zaman Air Batu Kuarterner yang terkini). Di luar tempoh masa yang disebutkan, Bumi sebelum ini dianggap bebas ais walaupun di latitud tinggi; maka tempoh sedemikian dikenali sebagai tempoh rumah hijau. Walau bagaimanapun, terdapat kajian lain yang mempertikaikan hal ini, kerana mendapati bukti pengglasieran yang jelas tentang sekali-sekala berlaku di latitud tinggi walaupun semasa tempoh rumah hijau.
kiri|thumb| Peta zaman air batu di kawasan utara Jerman dan jirannya di utara. Merah: had maksimum pengglasieran Weichselian; kuning: pengglasieran Saale pada tahap maksimum (peringkat Drenthe); biru: pengglasieran maksimum Elster.
Batuan dari zaman air batu yang paling awal dikenali sebagai pengglasieran Huron, telah bertarikh sekitar 2.4 hingga 2.1 bilion tahun dahulu semasa Eon Proterozoik awal. Beberapa ratus kilometer Kumpulan Super Huron terdedah  utara pantai utara Tasik Huron, menjangkau bermula tempat berhampiran Sault Ste. Marie sehingga ke Sudbury di timur laut Tasik Huron, dengan lapisan gergasi yang kini telah dicairkan sehingga terbentuk lapisan pugar terlitik, batu titisan, batuan varv, basuhan glasier, dan batuan bawah tanah tergesek. Deposit Huron secara korelatif telah ditemui berhampiran Marquette, Michigan, dan penghubungkaitan telah dibuat dengan deposit glasier Paleoproterozoik dari Australia Barat. Zaman air batu Huron berpunca daripada penyingkiran metana atmosfera yang merupakan sejenis gas rumah hijau semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar.

Zaman air batu selanjutnya yang didokumentasikan dengan baik, dan mungkin merupakan yang paling teruk semenjak bilion tahun dahulu, berlaku bermula 720 hingga 630 juta tahun dahulu (zaman Kriogen) dan mungkin telah menghasilkan Bumi Bola Salji apabila lembar ais glasier mencapai khatulistiwa, berkemungkinan ditamatkan oleh pengumpulan gas rumah hijau seperti  yang dihasilkan oleh gunung berapi. "Kehadiran ais di benua serta padatan ais di lautan akan menghalang luluhawa silikat dan fotosintesis, yang merupakan dua penyerap utama melawan keberadaan ."  Terdapat cadangan bahawa penghujung zaman air batu ini bertanggungjawab untuk letupan organisma Ediakara dan Kambria yang berikutnya, walaupun model ini masih baharu dan giat diperdebatkan.

Pengglasieran Andes-Sahara berlaku dari 460 hingga 420 juta tahun dahulu, semasa epok Ordovisi Akhir dan tempoh Silures.
kiri|thumb| Rekod mendapan yang menunjukkan jujukan glasier dan interglasial yang turun naik sejak beberapa juta tahun dahulu
Evolusi tumbuhan darat pada permulaan tempoh Devon menyebabkan peningkatan jangka panjang dari segi paras oksigen planet serta pengurangan paras , yang mengakibatkan peristiwa rumah ais Paleozoik Akhir. Nama lamanya iaitu pengglasieran Karoo diberi nama sempena pugar glasier yang ditemui di kawasan Karoo di Afrika Selatan. Terdapat litupan ais kutub yang luas pada selang waktu dari 360 hingga 260 juta tahun yang lalu di Afrika Selatan semasa tempoh Karbon dan awal tempoh Perm. Padanan litupan air batu juga berlaku di kawasan Argentina, yang terletak tengah-tengah benua super purba Gondwana pada ketika itu.

Walaupun Era Mesozoik mengekalkan iklim rumah hijau sepanjang tempoh masanya dan sebelum ini diandaikan bebas sepenuhnya daripada wujudnya glasier, kajian yang lebih terkini mencadangkan bahawa tempoh glasier yang singkat berlaku di kedua-dua hemisfera semasa epok Kapur Awal. Rekod geologi dan paleoklimatologi mencadangkan kewujudan tempoh glasier semasa peringkat Valangin, peringkat Hauterive, dan peringkat Aptia pada epok Kapur Awal. Batu titisan glasier dari rakit ais menunjukkan bahawa di Hemisfera Utara, lembar ais mungkin telah memanjang ke selatan Semenanjung Iberia semasa peringkat Hauterive dan peringkat Aptia. Walaupun lembar ais sebahagian besarnya hilang dari Bumi untuk tempoh yang lain (laporan menunjukkan potensi pada peringkat Turon, jika tidak tempoh paling panas pada eon Fanerozoik akan dipertikaikan),Bornemann, André; Norris, Richard D.; Friedrich, Oliver; Beckmann, Britta; Schouten, Stefan; Damsté, Jaap S. Sinninghe; Vogel, Jennifer; Hofmann, Peter; Wagner, Thomas (2008-01-11). "Isotopic Evidence for Glaciation During the Cretaceous Supergreenhouse". Science. 319 (5860): 189–192. Bibcode:2008Sci...319..189B. doi:10.1126/science.1148777. ISSN 0036-8075. PMID 18187651. S2CID 206509273.Ladant, Jean-Baptiste; Donnadieu, Yannick (2016-09-21). "Palaeogeographic regulation of glacial events during the Cretaceous supergreenhouse". Nature Communications. 7 (1): 12771. Bibcode:2016NatCo...712771L. doi:10.1038/ncomms12771. ISSN 2041-1723. PMC 5036002. PMID 27650167. lembar ais dan ais lautan yang berkaitan seolah telah surut seketika ke Antartika berhampiran penghujung peringkat Maastricht sejurus sebelum peristiwa kepupusan Kapus-Paleogen.

Pengglasieran Kuaterner/Zaman Air Batu Kuaterner bermula kira-kira 2.58 juta tahun dahulu pada permulaan tempoh Kuaterner apabila penyebaran lembar ais di Hemisfera Utara bermula. Sejak itu, dunia telah melihat kitaran glasier dengan pemajuan dan pemunduran lembar ais pada skala masa 40,000 dan 100,000 tahun yang dikenali sebagai tempoh glasier dan tempoh antara glasier. Bumi kini berada dalam fasa antara glasier, dan tempoh glasier terkini berakhir kira-kira 11,700 tahun yang lalu. Semua peninggalan lembar ais benua adalah lapisan ais Greenland dan Antartika dan glasier yang lebih kecil seperti di Pulau Baffin.

Takrifan tempoh Kuaterner bermula 2.58 Ma adalah berdasarkan pembentukan litupan ais Artik. Lembar ais Antartika mula terbentuk lebih awal, kira-kira 34 jtd, pada pertengahan era Senozoik (Sempadan Eosen-Oligosen). Istilah Zaman Ais Senozoik Akhir digunakan untuk memasukkan fasa awal ini.University of Houston-Clear Lake - Disasters Class Notes - Chapter 12: Climate Change sce.uhcl.edu/Pitts/disastersclassnotes/chapter_12_Climate_Change.doc

Zaman-zaman ais boleh dibahagikan lagi mengikut lokasi dan masa; contohnya, nama Riss (180,000–130,000 tahun sebelum masa kini) dan Würm (70,000–10,000 tahun sebelum masa kini) merujuk secara khusus kepada pengglasieran di kawasan banjaran Alp. Tahap maksimum jangkauan ais tidak kekal untuk selang waktu yang penuh. Proses penyentalan yang berlaku setiap tempoh pengglasieran cenderung untuk mengalih keluar kebanyakan bukti kepingan ais terdahulu hampir sepenuhnya, kecuali di kawasan yang lembar ais terkemudian tidak mencapai liputan penuh.

 Rujukan 

 Karya yang dipetik 

  Historical Simulation

 Pautan luar 

 Cracking the Ice Age from PBS


 Eduard Y. Osipov, Oleg M. Khlystov. Glaciers and meltwater flux to Lake Baikal during the Last Glacial Maximum. 


Kategori:Glasiologi
Kategori:Zaman ais