Představte si panorama Chicaga. Nyní si to představte pod téměř 2 km (3 km) ledu. Tak vypadala krajina na vrcholu poslední doby ledové.
V rámci nedávné geologické historie Země by to nebyl takový neobvyklý pohled. V posledních 2,6 milionu let (neboli tzv. Kvartérní období) prošla planeta více než 50 ledovými věky, mezi nimiž byla mezi nimi teplejší interglaciální období.
Co ale způsobuje, že se ledové pláty a ledovce pravidelně rozšiřují? Doba ledová je poháněna složitým, vzájemně propojeným souborem faktorů, které zahrnují polohu Země ve sluneční soustavě a více místních vlivů, jako jsou hladiny oxidu uhličitého. Vědci se stále snaží pochopit, jak tento systém funguje, zejména proto, že změna klimatu způsobená člověkem může trvale přerušit cyklus.
Až před několika stoletími vědci začali rozpoznávat náznaky hlubokých mrznutí v minulosti. V polovině 19. století švýcarsko-americký přírodovědec Louis Agassiz zdokumentoval známky, které na Zemi zanechaly ledovce, jako jsou kameny mimo místo a obří hromady sutin, známé jako morény, které měl podezření na starověké ledovce tlačil na velké vzdálenosti.
Do konce 19. století vědci jmenovali čtyři doby ledové, k nimž došlo během pleistocénové epochy, která trvala od asi 2,6 milionu let do asi 11 700 let. Až o deset let později si však vědci uvědomili, že tato chladná období přicházejí s mnohem větší pravidelností.
Hlavní průlom v porozumění cyklů ledové doby nastal ve 40. letech 20. století, kdy srbský astrofyzik Milutin Milankovitch navrhl, co se stalo známým jako cykly Milankovitch, vhled do hnutí Země, které se dodnes používá k vysvětlení klimatických změn.
Milankovitch nastínil tři hlavní způsoby, jak se oběžné dráhy Země liší v závislosti na slunci. Mark Maslin, profesor paleoklimatologie na University College London, řekl společnosti Live Science. Tyto faktory určují, kolik slunečního záření (jinými slovy, teplo) dosáhne planety.
Za prvé, je zde excentrický tvar oběžné dráhy Země kolem Slunce, který se mění po téměř 96 000 letech téměř kruhový až eliptický. „Důvod, proč má tuto bouli, je proto, že Jupiter, což je 4% hmotnosti naší sluneční soustavy, má silný gravitační účinek, který posouvá orbitu Země ven a potom zpět,“ vysvětlil Maslin.
Za druhé, je tu sklon Země, což je důvod, proč máme roční období. Nakloněná osa rotace Země znamená, že jedna hemisféra se vždy naklání od slunce (způsobující zimu), zatímco druhá se naklání směrem ke slunci (způsobující léto). Úhel tohoto náklonu se mění v cyklu asi 41 000 let, což mění, jak extrémní jsou roční období, uvedl Maslin. "Jestli je vzpřímenější, pak samozřejmě léta budou méně teplá a zima bude o něco méně chladná."
Zatřetí, je zde kolísání nakloněné osy Země, která se pohybuje, jako by to byla spřádací vrchol. „Co se stane, je to, že úhlová hybnost Země, která se jednou za den obíhá velmi rychle, způsobuje také kolísání osy,“ řekl Maslin. K tomuto kolísání dochází v cyklu 20 000 let.
Milankovitch zjistil, že orbitální podmínky pro chladná léta jsou zvláště důležitými předchůdci ledových dob. „V zimě budete mít vždycky led,“ řekl Maslin. "Chcete-li si vybudovat ledovou dobu, musíte nechat část toho ledu přežít přes léto."
Ale k přechodu do doby ledové nestačí pouze orbitální jev. Skutečná příčina doby ledové je základní zpětnou vazbou v klimatickém systému, uvedl Maslin. Vědci si stále škádlí, jak různé environmentální faktory ovlivňují zaľadnění a odlesňování, ale nedávný výzkum ukázal, že hladiny skleníkových plynů v atmosféře hrají důležitou roli.
Například vědci Potsdamského institutu pro výzkum dopadů na klima v Německu (PIK) v Německu ukázali, že nástupy starých ledových dob byly způsobeny hlavně poklesem oxidu uhličitého a že dramatický nárůst oxidu uhličitého v atmosféře kvůli lidským způsobil emise, pravděpodobně potlačil nástup další doby ledové až na 100 000 let.
"Jako žádná jiná síla na planetě, ledové věky formovaly globální prostředí a určovaly tak vývoj lidské civilizace," uvedl Hans Joachim Schellnhuber, tehdejší ředitel PIK a spoluautor jedné z těchto studií. v roce 2016. „Například vděčíme naší úrodné půdě do poslední doby ledové, která také vyřezávala dnešní krajinu, zanechávala za sebou ledovce a řeky a tvořila fjordy, morény a jezera. Dnes je však lidstvo svými emisemi ze spalování fosilních paliv která určuje budoucí vývoj planety. “
