'n Rekenaarvoorstelling van hoe die aarde tydens die hoogtepunt van die laaste glasiale tyd van die huidige ystydperk gelyk het.
’n Ystydperk is ’n periode in die aarde se geskiedenis wat deur ysvorming by minstens een van die pole en gletservorming oor groot dele van die planeet gekenmerk word, en tot ’n duidelike afname in klimaat lei. Volgens hierdie definisie beleef ons al sedert 2,6 miljoen tot 2,7 miljoen jaar ’n ystydperk. Sedert ’n miljoen jaar gelede word die aarde onderwerp aan kortstondige wisselings tussen glasiale en interglasiale tye, wat kouer en warmer periodes binne ’n ystydperk is.
Ystyd teenoor ystydperk
Die begrip ystyd is sinoniem aan glasiale tyd. In hierdie sin is dit reeds in 1837 deur Karl Friedrich Schimper gebruik. Om verwarring te vermy, behoort ’n mens vir die hele tydperk oor die afgelope 2,6 miljoen jaar liewer die omvattende begrip “ystydperk” te gebruik. Dit sluit die opeenvolgende warm en koue periodes in.
Die klimaatgeskiedenis van die aarde. Die letter "Y" dui die ystydperke aan.
Ystydperke kom betreklik min op aarde voor. In die geheel gesien, is die aarde ’n relatief ysvrye planeet. Ystydperke duur tussen sowat 10 miljoen en 15 miljoen jaar. In dié tye reik die ysbedekking van die pole, veral via berge en gletsers, tot oor groot dele van die aarde. Die aarde het sover bekend al vyf ystydperke beleef.
Die eerste twee ystydperke het voorgekom in die Prekambriese tyd: sowat 2,2 miljard jaar gelede en weer van 750 miljoen tot 600 miljoen jaar gelede. Volgens die sogenoemde “sneeubalaarde”-beskouing was die aarde in die jongste van dié twee periodes meermale volkome met ys bedek, wat die ontwikkeling van hoër lewensvorme uitgestel maar uiteindelik bevorder het. Klimaatsmodelle van die vroeëre aarde ondersteun hierdie beskouing.
Nog ’n ystydperk het in die Ordovisium en Siluur voorgekom en nog een in die Perm en Karboon. In dié tydperke is veral die suidkontinente, wat met die opbreek van die ou kontinent Gondwana ontstaan het, deur ys bedek. Midde-Europa was naby die ewenaar geleë en het ’n warm klimaat gehad. Die Perm-Karboon-ystydperk, wat ook die Karoo-ystydperk genoem word, is die eerste keer in die Karoo in Suid-Afrika geïdentifiseer danksy keileem wat van gletsers afkomstig is.
Die huidige ystydperk word die Kwartêre Ystydperk genoem. Dit het 2,58 miljoen jaar gelede begin en duur steeds voort.
Dit is moeilik om die oorsake van vorige ystydperke te bepaal. ’n Mens moet dus aanneem die kenmerke van die huidige ystydperk kan ook op die vorige ystydperke van toepassing gemaak word. Die huidige ystydperk het ongeveer 2,58 miljoen jaar gelede in die Plioseen begin. Sommige bronne gee die begin aan as 2,7 miljoen jaar gelede. Ons is dus vermoedelik nou eers aan die begin van ’n ystydperk.
By die klimaatswisseling van ’n ystydperk moet ’n mens tussen ’n algemene afkoelingsneiging en kortstondige klimaatswisselings onderskei. Eersgenoemde het reeds in die Tersiêr (Paleogeen) begin en voortgeduur tot in die vorige geologiese periode, die Neogeen. Hierdie tendens is langdurig. Kortstondige klimaatswisselings duur tussen 100 000 jaar en ’n paar dekades.
Veranderings op die aarde self kon die oorsaak van die algemene afkoeling sedert die Paleogeen gewees het, terwyl kortstondige klimaatsveranderings die beste verklaar kan word aan die hand van periodieke veranderings van die aarde se wentelbaan om die son of met periodieke wisselings in sonaktiwiteite.
Die soeke na oorsake vir die sikliese voorkoms van glasiale en interglasiale tye binne ystydperke is vandag nog een van die groot uitdagings in navorsing oor klimaatsverandering. Hierdie werk word veral verbind met James Croll en Milutin Milanković. Albei het die gedagtes van die Fransman Joseph Alphonse Adhémar verder ontwikkel, volgens wie veranderings in die aarde se wentelbaan verantwoordelik was vir terugkerende ystye.
Minimum (interglasiale tyd, swart) en maksimum (glasiale tyd, grys) ysvorming in die Noordelike Halfrond.
Minimum (interglasiale tyd, swart) en maksimum (glasiale tyd, grys) ysvorming in die Suidelike Halfrond.
Die belangrikste oorsaak vir die algemene afkoeling in die Paleogeen en Neogeen was die gevolge van die aarde se tektoniese verskuiwings, dit wil sê die verskuiwing van die vastelande oor die aardbol. Deur die sluiting of opening van seestrate het die seestrome beduidend verander en daarmee saam die verspreiding van hitte.
Deur die wegdrywing van Australië en later Suid-Amerika van Antarktika tydens die Oligoseen het twee seestrate, die Tasmaniese en die Drake-deurgang, geopen. Hierdeur het ’n stroomstelsel om Antarktika tot stand gekom. Die koue stroom het die gebied volledig afgesluit van warm oppervlakwaters. Antarktika het afgekoel en ysvorming op die suidelike poolkap het 35 miljoen jaar gelede begin. Voorheen kon die seestrome van die trope die kontinent bereik en verhit.
Die vorming van ’n landbrug tussen Noord- en Suid-Amerika tussen 4,2 miljoen en 2,4 miljoen jaar gelede het warmer seestrome weggekeer en die huidige Golfstroom laat ontstaan. Die toevoer van warm water na die verre noorde het byna die Noordelike Halfrond verhit, maar het ook genoeg vog vrygestel om gletsers in Groenland, Noord-Amerika en Noord-Europa met die verdere afkoeling te laat ontstaan.
Vorming van hoë gebergtes
Die botsing van kontinentale plate vorm berge sedert die latere Tersiêr (Neogeen). Die opstoot van grond tot groot hoogtes het die lugstroming op klein en groot skaal verander. Die ontstaan van gebergtes soos die Alpe, Rotsgebergte en Himalaja, wat vir ’n verandering in die sirkulasiepatroon in die atmosfeer gesorg het, het eweneens vog na die kontinente gebring, wat bygedra het tot ysvorming in groot dele van die Noordelike Halfrond. Die hoë berge is ook die ideale plekke vir die ontstaan van gletsers.
In die Kryt-periode en die Paleogeen was daar ook groter vulkaniese aktiwiteit as in die Neogeen en die Kwartêr. Aangesien elke vulkaniese uitbarsting ’n beduidende hoeveelheid koolstofdioksied vrystel, het die CO2-gehalte van die atmosfeer in hierdie tyd gestyg. Dus was die natuurlike kweekhuiseffek op aarde ook sterker.
Beweging van die aarde
Die verandering in die bewegings van die aarde in sy wentelbaan word deur wedersydse swaartekrag tussen die son, aarde en maan veroorsaak. Dit verander die vorm van die aarde se elliptiese wentelbaan (eksentrisiteit) oor ’n periode van ongeveer 100 000 jaar en die helling van die aarde se as tot die wentelbaan oor ’n periode van ongeveer 40 000 jaar (helling van die sonnebaan), terwyl die dag-en-nag-ewening op die elliptiese wentelbaan na ongeveer 25 780 jaar weer dieselfde posisie op die ellips inneem (apsidale presessie). Deur hierdie sogenoemde Milankovič-siklusse verander ook die verdeling van sonenergie op die aarde.
Onder invloed van die Duitse weerkundige Wladimir Peter Köppen het Milutin Milankovič in 1941 die hipotese geformuleer dat ’n glasiale tyd altyd intree wanneer die somersonuitstraling in die hoë noordelike breedtegrade minimaal word. Koel somers is volgens Köppen belangriker vir die opbou van ys as koue winters. Milankovič het dus na oorsake vir ystydperke gesoek waar hulle die opvallendste is: in die hoë noordelike breedtegrade.
Tans kry dié teorie steeds meer kritiek. Al hoe meer aandag word sedert die 1990's geskenk aan die rol van ysvorming in die Noordelike én Suidelike Halfrond. Daarby speel die CO2-inhoud van die atmosfeer ook ’n rol. ’n Ingewikkelde wisselwerking tussen oseaniese en atmosferiese sirkulasie, die werking van kweekhuisgasse en ander prosesse het gelei tot ’n ingewikkelde meganisme waarvolgens glasiale en interglasiale tye mekaar afwissel.
Gedurende die laaste glasiale tyd was daar ’n dosyn klimaatswisselings, waartydens die lugtemperatuur oor die Noord-Atlantiese gebied binne ’n dekade met sowat 12 ºC gestyg het. Hierdie Dansgaard-Oescher-gebeurtenisse kom elke 1 470 jaar voor. Dit kan verklaar word aan die hand van die drie bekende aktiwiteitsiklussse van die son van 11, 86,5 en 210 jaar: na 1 470 jaar het die 210-jaar-siklus sewe maal en die 86,5-jaar-siklus 17 maal verloop. In die huidige interglasiale tyd kom hierdie Dansgaard-Oescher-gebeurtenisse nie meer voor nie, aangesien die swak sonwisselings die afgelope 10 000 jaar nie meer die stabiele Atlantiese strome kan versteur nie.
↑ Hans Murawski & Wilhelm Meyer: Geologisches Wörterbuch. 11. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, München 2004, ISBN 3-8274-1445-8
↑ John Imbrie & Katherine Palmer Imbrie: Ice Ages: Solving the Mystery. 1979, Enslow Publishers, NJ. ISBN=978-0-89490-015-0
↑ Paul F. Hoffman, Alan J. Kaufman, Galen P. Halverson & Daniel P. Schrag: A Neoproterozoic Snowball Earth. In: Science. Vol. 281, No. 5381, 28. August 1998, S. 1342–1346
↑ Nicholas Eyles & Nicole Januszczak: "Zipper-rift": A tectonic model for Neoproterozoic glaciations during the breakup of Rodinia after 750 Ma. In: Earth-Science Reviews. Vol. 65, uitg. 1–2, Maart 2004, S. 1–73 (PDF)
↑ Gerald H. Haug, Ralf Tiedemann & Rainer Zahn: "Vom Panama-Isthmus zum Grönlandeis". In: Spektrum der Wissenschaft. November 1998
↑ Holger Braun, Marcus Christl, Stefan Rahmstorf, Andrey Ganopolski, Augusto Mangini, Claudia Kubatzki, Kurt Roth & Bernd Kromer: "Possible solar origin of the 1,470-year glacial climate cycle demonstrated in a coupled model". In: Nature. Vol. 438. 2005, S. 208–211 (PDF; 472 kB)
Edmund Blair Bolles: Eiszeit. Wie ein Professor, ein Politiker und ein Dichter das ewige Eis entdeckten. Argon, Berlin 2000. ISBN 3-87024-522-0
Hansjürgen Müller-Beck: Die Eiszeiten. Naturgeschichte und Menschheitsgeschichte. Beck, München 2005. ISBN 3-406-50863-4
Christian-Dietrich Schönwiese: Klima im Wandel. Tatsachen, Irrtümer, Risiken. Deutsche Verlagsanstalt, 1992. ISBN 3-421-02764-1