Betekintés: A jégkorszakok kialakulásának feltételei

Figyelem! Ez itt a doksi tartalma kivonata.
Kérlek kattints ide, ha a dokumentum olvasóban szeretnéd megnézni!


A jégkorszakok kialakulásának feltételei
A földi éghajlat-ingadozások okait nagyon sokan kutatták már, azonban átfogó magyarázatot
még egyetlen elmélet sem adott. A hipotéziseket több csoportba sorolhatjuk.
A geológiai elméletek egy része a kontinensek vándorlásával igyekszik megmagyarázni az
éghajlat változásait, többen pedig a hegységképző folyamatoknak tulajdonítanak ilyen hatást.
E kutatók elképzelése szerint a jégkorszakok kialakulásának az egyik fontos feltétele, hogy
legalább az egyik pólus környékén nagy kiterjedésű szárazföldek helyezkedjenek el. A
magasra kiemelkedő hegységtömegek pedig az átlagos hőmérséklet csökkentésével és a nagy
földi légkörzés megváltoztatásával járulhatnak hozzá egy jégkorszak kialakulásához.
Az elképzelések másik csoportja fizikai-kémiai jellegű. A Föld klímájának ingadozásait a
légkör kémiai összetételének változásaiban, és azoknak a Föld hőháztartására gyakorolt
hatásaival magyarázzák.
Vannak, akik földönkívüli tényezőket sejtenek a változások mögött. Egyes kutatók szerint
Napunk változó fényű csillag, ezért 200-250 millió éves ritmusban megváltozik a sugárzása
során kibocsátott energia mennyisége, ami természetesen kihat a Föld éghajlatára is. Ennek az
elképzelésnek az a fő hiányossága, hogy nem teljesen bizonyított a kiindulási alapja.
A másik feltevés szerint Naprendszerünk időnként csillagközi porfelhőn halad át, ami a
napsugarak szétszóródásával megnövelheti a bolygónkra jutó energiát.
A legkidolgozottabb, és a kutatók körében is a leginkább elfogadott elmélet szintén
csillagászati okokat lát az ingadozások mögött. Azt az elképzelést, miszerint az évszakok
jellegének csillagászati okokra visszavezethető változásai szabályos időközönként
eljegesedést idézhetnek elő, már a múlt században felvetették. Az elmélet részletes
kidolgozása és matematikai formába öntése azonban a századunk 1920-as és 1930-as éveiben
valósult meg Milutin Milankovics jugoszláv csillagász munkássága nyomán.
Véleménye szerint a szóban forgó csillagászati "ritmusszabályozónak" három összetevője van.
Kettő az évszakok jellegét módosítja (eszerint lesznek az évszakok kisebb vagy nagyobb
mértékben szélsőségesek), a harmadik pedig az előbbi kettő közötti kölcsönhatást
befolyásolja.

Az első tényező a Föld forgástengelyének hajlásszöge.
A forgástengely iránya jelenleg a függőlegessel 23,5 fokos szöget zár be (itt függőlegesen a
Föld keringési síkjára állított merőleges irányát kell érteni), de ez a szög 41 ezer éves
periódussal ingadozik, 21,5 és 24,5 fok között. A hajlásszög növekedésének hatására az
évszakok szélsőségesebbeké válnak mindkét félgömbön. A nyarak melegebbek, a telek
hidegebbek lesznek.



A második tényező a Föld pályájának alakja.
A pálya 100 ezer éves periódussal változtatja alakját: megnyúlik, s nagy excentricitású
ellipszis alakot ölt, majd ismét szinte tökéletesen kör alakúvá válik. Ha nő a pálya
excentricitása, akkor nő a különbség a Nap és a Föld legkisebb és legnagyobb távolsága
között. Ennek az lesz a következménye, hogy az egyik félgömbön szélsőségesebbé, a másikon
pedig mérsékeltebbé válnak az évszakok. (Jelenleg a Föld akkor távolodik el legjobban a
Naptól, amikor a déli félgömbön tél van, aminek következtében a déli félgömbön a tél
valamivel hidegebb, a nyár viszont valamivel melegebb, mint az északin.)

A harmadik csillagászati ciklus a precesszió, vagyis a Föld forgástengelyének billegése.
Ez az összetevő a hajlásszög és az excentricitás közti viszonyt befolyásolja. A forgástengely
23 ezer év alatt ír le egy teljes kört a csillagokhoz képest. A precesszió határozza meg, hogy
egy adott félgömbön a nyár a földpálya napközeli vagy naptávoli pontjára esik-e, vagyis, hogy
a Föld éghajlatának a tengelyferdesége miatti évszakosságát erősíti-e, vagy gyengíti a pálya
excentricitásából adódó évszakosság. Ha az évszakosság e két meghatározója az egyik
félgömbön szinkronban van, akkor a másik félgömbön aszinkronban van egymással.



Milankovics kiszámította, hogy e három tényező együttes hatására a nyári napsugárzás
mennyisége akár 20 százalékkal is változhat az északi sark közelében. Véleménye szerint ez
elég ahhoz, hogy a szárazföldek északi részét borító jégmező előrenyomuljon olyan
időszakokban, amikor hűvös nyarak és enyhe telek váltogatják egymást.
Hosszú éveken keresztül azonban nem álltak rendelkezésre független forrásból származó
adatok a jégkorszakok időbeli lefolyására vonatkozólag, s így Milankovics hipotézisét nem
lehetett ellenőrizni.
A helyzet akkor változott meg, amikor tengeri üledékeken végeztek izotópvizsgálatokat. A
likacsoshéjúak (Foraminifera) rendjébe tartozó tengeri egysejtűek héját alkotó mész megőrzi
annak a tengervíznek bizonyos tulajdonságait, amelyben valaha képződött. Az oxigén 18-as és
16-os tömegszámú izotópjának aránya ugyanis megegyezik a mészben és a tengervízben. Az
oxigénizotópok tengervízbeli aránya azonban egy másik aránynak is megfelel: jelzi, hogy a
tengervíznek hány százaléka van gleccserekben és jégmezőkben megkötve. Mivel a jéggé
fagyott víz kevesebb 18-as tömegszámú oxigénizotópot tartalmaz, annak aránya a jégtakarók



növekedésével a tengervízben és következésképpen az abban élt egysejtűek héjából kialakult
üledékben is megnövekszik.
A tengerfenék üledékéből vett fúrómagminták elemzése arra utal, hogy a szóban forgó
izotópok hányadosa nagyjából a Milankovics által leírt ciklusokkal összhangban növekedett és
csökkent. Az 1950-es években kezdődött mérések óta sok száz tengeri üledékből vett
mintában elemezték az oxigén izotópjainak arányát. Az összes adat ismeretében elkészített
Figyelem! Ez itt a doksi tartalma kivonata.
Kérlek kattints ide, ha a dokumentum olvasóban szeretnéd megnézni!


kronológia alapján kimutatható, hogy a tengeri üledék összetételében ugyanaz a periodicitás
figyelhető meg, mint a Föld pályáját meghatározó folyamatokban.
Az elmúlt 800 ezer év folyamán a Föld összes jégkészletének mennyisége 100 ezer évenként
ért el maximumot, ami pontosan megfelel az excentricitás változásában érvényesülő
periodicitásnak. Ezenkívül minden egyes ciklusra rárakódtak kisebb hullámok is: a jégtömeg
átmeneti, kisebb mértékű csökkenései és növekedései. Ezek az ingadozások a precesszió és a
tengelyferdeség változásának megfelelően 23 ezer, illetve 41 ezer éves periodicitást mutattak.

Nyári napsütés (1000 kalória négyzetcentiméterenként és naponta)

A Föld jégmezőinek teljes térfogata

A bizonyítékok ellenére maradtak tisztázatlan kérdések. A 100 ezer éves ciklus sokkal
gyengébben befolyásolja a napsugárzás évszakonkénti mennyiségét, mint a másik két,
rövidebb ciklus, ennek ellenére látszólag ez határozza meg az eljegesedések alapritmusát. A
rövidebb periódusú ciklusok csak kisebb ingadozások formájában jelentkeznek az izotópos
adatokban. További fejtörést okoz, hogy az évszakosság ciklusainak számított görbéjét
folytonos változások jellemzik törések helyett, a jég vizsgálata alapján kapott görbe ezzel
szemben fűrészfogszerű: a jég mennyisége csaknem 100 ezer éven át fokozatosan növekszik,
majd amikor az északi félgömbön szélsőségesen meleg nyarak következnek egymás után,
néhány ezer év alatt hirtelen visszazuhan a korábbi szintre.



A nyitott kérdésekre a Grönlandot és az Antarktiszt borító jégmező két kilométer mélyen
fekvő rétegeiből vett fúrómagminták elemzése adta meg a választ. Ez a kérdés azonban már
átvezet a legutolsó eljegesedés korába, a pleisztocénba.
(Wallace S. Broecker és George H. Denton: Mi váltja ki a jégkorszakokat? Tudomány, 1990.
március)