Glaciál a interglaciál

Kvartér (čtvrtohory, 2,588±0,005 miliónů let až současnost) je nejmladším a současně nejkratším obdobím v historii Země. Kvartér je primárně chladné období s několika krátkými teplejšími výkyvy. Kvartér se dělí na starší pleistocén (nejstarší období a dělí se na spodní- gelas a calabr střední - ion a svrchní - tarant), mladší holocén a antropocén (od roku 1800 - intenzivní činnost člvěka). V pleistocénu dochází ke třídání chladných období "glaciál" (doby ledové) s velkým rozšířením ledovců a mnohem teplejšími a vlhčími odbobími "interglaciál" (meziledová doba). Cyklické střídání klimatu vedlo k migraci fauny, flóry a odlišným krajinotvorným procesům. V Kvartéru (zalednění dosahovalo až 30 % pevniny) dosáhlo zalednění až hranic Česka (během předposledních dvou glaciálů riss a mindel), krajina zde vypadala jako tundra na Sibiři. Na konci glaciálu 20 000 - 19 000 př.n.l. byla hladina oceánů byla o cca 120 - 140 metrů nižší a v posledním interglaciálu cca 123 000 př.n.l. byla hladina asi o 10 -20 m vyšší než dnes.

Střídání glaciálů a interglaciálů prostřednictvím "bodu zlomu" je ovlivněno tzv. Milankovičovými cykly (kombinace periodických cyklů excentricita - 96 až 127 tisíc roků, náklon zemské osy - 21 000 roků a precese cca 26 000 roků). Na základě Milakovičovy teorie jsme na sešupu do dalšího glaciálu (prof. Petr Pokorný), nyní jsme v neoglaciálu.
Lidská populace Evropy se před 24 - 14,5 tisíci lety (poslední fáze Pleistocénu před nástupem holocénu) během posledního glaciálu snížila až o 90 % a lidské osídlení se udrželo jen v nejjižnějších částech kontinentu.
V kvartéru bylo cca 50 glaciálů a interglaciálů (dob meziledových) prof. Petr Pokorný.

Dělení kvartéru z pohledu paleoantropologie:

paleolit (starší doba kamenná, starší (před cca 2,6 -0,1 mil. roky), střední, mladý, pozdní
mezolit
neolit
doba bronzová
doba železná

Příčiny vzniku ledových dob:

Přesné příčiny nejsou známé a pravděpodobně jde o souhru více faktorů. Změny podnebí (střídání zalednění a oteplování) ovlivňují i další geologické činitele jako je např. cyklická sedimentace, Milankovičovy cykly, nebo změna akumulace vody na kontinentech - vznik ledovců..

Faktory související s vodou

skleníkové plyny, nejvýznamější je vodní pára
cirkulace mořských proudů, termodynamické čerpadlo Země
změny poloh kontinetů (driftování kontinentů)
změny v atmosférickém proudění - tryskové proudění
snižování nebo zvedání pevniny vlivem zatížení tíhou ledovců, tloušťka až 3 km
plankton

Faktory související se Sluncem

Společným působení těchto cyklů dochází ke kolísání sluneční aktivity a insolace = výkyvy v globální průměrné teplotě

změny pohybu Země - např. Milankovičovy cykly (excentricita, sklon zemské osy, precese) - IPCC zastává názor, že hlavním spouštěcím mechanismem dob ledových a meziledových jsou tyto astronomické cykly
sluneční cykly

Faktory kataklyzmatické

dopady asteroidů
erupce sopek (způsobují vulkanickou zimu)

Faktory ovlivňované Zemí

činností zemského jádra rozpínání a stahování (zahřívání a ochlazování)
změna magnetických pólů Země

Glaciál (doba ledová):

V glaciálu se třídají chladné stradiály s mírnějšími interstradiály. Střední Evropa byla v období glaciálů takřka bezlesá. V hornatých krajích se rozprostírala severská tundra s mechy a lišejníky. Dále od ledovců pak převládala arktickoalpínská květena. Na sušších místech byla subarktická step, která zaujímala i Čechy s Moravou a nižší polohy Slovenska. Na místech s příznivějším podnebím vznikla tajga zakrslého vzrůstu, tvořená především borovicí a břízou. V interglaciálech pronikaly do střední Evropy od jihu lesní dřeviny, jako jsou duby, lípy, javory, habr, buk, jedle apod., a vytvářely zapojené lesy. Zdroj Chlupáč 2002, http://fzp.ujep.cz/~Pokornyr/01_Materialy/1GEO/Prednasky/GEO_MO_08.pdf

Základní fáze glaciálního cyklu: eoglaciální fáze (časný klaciál, anaglaciální fáze) před 115 - 60 tisíci roky s prudkým ochlazením a častými interstradiály, pleniglaciální fáze (vrcholný glaciál) před 60 - 15 tisíci roky, došlo k maximálnímu zalednění (před 20 - 18 tisíci roky) a tardiglaciální fáze (kataglaciální, pozdní glaciál) před 15 - 11,6 tisíci roky došlo k oteplení rychle tály ledovce se dvěmi interstradiály. Pozdní glaciál (tardiglaciální fáze) se dělí na Starý dryas, Allerod bolling a mladý drias. (Ložek 2008)

období trvající 40 - 120 tisíc roků, hromadění sněhu a ledu, zvyšuje se albedo (vyšší odrazivost slunečních paprsků, teplo se neakumuluje)
v době ledové stlačovala silná vrstva ledu povrch pevniny (v době největšího zalednění to bylo cca 30 % pevniny, nyní je to pouze 10 %)
při masivním zalednění došlo k propojení pevninských mostů, které umožnily migraci fauny, flóry a lidí díky poklesu hladiny oceánů o cca 120 roků (propojila se Asie se Severní Amerikou, Středozemní moře bylo odděleno od atlantického oceánu, propojily se Indonézské ostrovy, Austrálie s Tasmánií). Poslední glaciál (Wisconsinský), který měl největší rozsah ledovce před 21 tisíci roky vytvářel pevninský most v Beringii pro migraci zvířat a lidí z Asie
pokles srážek až o 60-70 %, nižší teploty o 10 - 12 °C (celosvětový průměr, teploty jsou o cca 5 - 6 °C chladnější), existence ledovců se projevovala po celém světě i citelným nedostatkem srážek
teplé klimatické pásy byly poměrné úzké, bylo rozsáhlé zalednění, docházelo k intenzivnímu zvětrávání hornin se svahovými pohyby
Klimatická pásma (výrazná klimatická pásma mají svou charakteristickou faunou a flórou) se v průběhu glaciálů posouvají a s nimi se stěhují i organismy, které tato pásma obývají. Mnohé druhy rostlin a živočichů se změněným podmínkám nedokázaly přizpůsobit a vymřely. Teplá klimatická pásma však v glaciálních časech nemizí, jen se zužují blíže k rovníku a díky tomu přežívají i teplomilné druhy
suché období převažuje výpar, je chladno, sucho a slunečno
Převážně bezlesá krajina (díky chladnu a suchu ustupuje vegetace), probíhá silná eroze (mráz, vítr, voda), divoké vodní toky, převažující homogenní ráz krajiny. V blízkosti ledových štítů se rozšiřovaly chladné prašné pouště (vznik Sahary a dalších pouští), takřka zbavené vegetace. V rovníkových oblastech mizely deštné lesy, jež byly nahrazovány savanami.
hladina oceánů byla o cca 120 - 140 metrů nižší (zalednění severu Ameriky a Euroasie), během maxima posledního glaciálu dosahuje mocnost ledovce až 3 km v Severní Americe)
Koncem posledního glaciálu vyhynulo velké množství živočišných druhů (velcí savci, megafauna včetně mamutů) na obou polokoulích
V období před 57 až 29 tisíci lety (kyslíkové izotopové stádium MIS3) byla hladina moře až o 40 metrů výše, než se dříve předpokládalo a rozsah ledovce na severní polokouli byl zhruba poloviční, než v obdobní posledního maxima zalednění před 29 až 14 tisíci lety.
Před 39 280 roky Campi Flegrei (VEI 7), Neapol, Itálie, sopečného materiálu se nacházejí od Grónska až po Kavkaz, výbuch nepochybně měl dalekosáhlé následky v podobě dlouhodobých klimatických změn, došlo k výrazném ochlazení se změnilo i zastoupení rostlinstva a živočišných druhů v celé Evropě. Probíhala Laschamp Event (před cca 42 - 41 000 roky), došlo na Zemi k výrazným klimatickým změnám, na jihu nynější Itálie explodoval supervulkán Campi Flegrei a vyhynuli neandertálci. Tvrdé kosmické záření pronikající až na povrch může způsobovat genetické mutace, nebo dokonce vymírání druhů. Někteří vědci se domnívají, že mělo vliv i na evoluci našeho druhu.

Jak vypadala krajina v době ledové?

Podle botaniků z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně

Vzhled krajiny v minulosti se dá do určité míry rekonstruovat pomocí analýzy pylových zrn či zbytků rostlin v usazeninách. Krajin a Sibiře a Aljašky vypadala podobně jako dnes už zhruba před 15 -50 tisíci lety (vrchol doby ledové). Zvířata se tedy na severu Sibiře a na Aljašce pásla ve vlhkých biotopech, v krajině s významným zastoupením tundry, světlé modřínové tajgy a rašelinišť. Kromě trav si pochutnávala i na větvičkách vrb či bříz a k typické stepní vegetaci se moc nedostala.

ve střední Evropě a tedy i na území České republiky převažovala otevřená krajina s výrazným podílem suché stepi, kde se na vlhčích a chráněných místech vyskytovaly řídké lesy, na severu Sibiře žila megafauna mezi jezírky a mokřady. I v tamních drsných podmínkách se však vyskytovaly četné stromy a keře
Vlhkost krajiny a vegetace severní Sibiře je dána permafrostem, tedy trvale zmrzlou půdou. Přestože je tato oblast srážkově chudá, letní tání permafrostu a nižší výpar vody kvůli chladnému počasí vytvářejí v krajině jezírka či mokřady. Typ krajiny a to, že se zřejmě od doby ledové výrazněji nezměnila, mohlo podle vědců přispět také k tomu, že na severu asijského kontinentu vyhynuli mamuti mnohem později než v jiných částech světa (poslední mamuti na Sibiři vyhynuli před cca 5 000 roky)
https://techfocus.cz/veda-vesmir/1905-botanici-zrekonstruovali-podobu-krajiny-jak-vypadala-v-dobe-ledove.html?

Interglaciál (doba meziledová):

Interglaciální cyklus (Iversen 1958 pro severozápadní Evropu) protokratická fáze, po skončení glaciálu půdy mají málo humusu, dochází kmigraci křovin a dřevin do stepní vegetace, vysoká diverzita a expanze vegetace (hodně světlomilných druhů)., mezokratická fáze zde dochází k vývoji opadavých listnatých stromů, vznik hnědých půd a světlomilné druhy postupně mizí, oligokratická fáze vznik světlých lesů s jehličnany, minerálně chudé půdy, akumulace rašeliny. V druhé polovině glaciálu dochází k vymívání minerálů díky vlhkosti, šíření jehličnanů a tím okyselení prostředí

Období trvající 10 - 15 tisíc roků
Teploty byly stejné nebo teplejší až o 3 - 5 °C než je tomu dnes, srážky byly vyšší až o 50 %
Docházelo k nárůstu biomasy a rozvoji fauny a flóry
Růst vegetace (rozvoj lesa a vznik půd), nedocházelo k transportu a ukládání sedimentů, ale dochází k akumulaci (působí chemické zvětrávání - vyluhování - kyselé)
Vodní toky jsou meadrující a různorodou přírodou
Vlhko, vegetace pohlcuje teplo, vodní páry účinkují jako účinný "skleníkový plyn", je oblačnost
Sahara před 13 tisíci roky měla Sahara dnešní podobu, díky tání ledovců došlo před cca 8 - 6 tisíci roky k významnému zvhlčení atmosféry - "zelená Sahara" (střed Sahary byl vlhký, byla zde savana s jezery a pastevci) - fungoval i velký vodní cyklus díky monzunu mezi pevninou a oceánem, před cca 4,2 tisíci monzun ustal (největší dopady klimatických změn byli v oblasti obratníků - velké výkyvy srážek a intenzity letních monzunů
Poslední interglaciál EEM byl před 128 - 115 tisíci roky, globální klima bylo teplejší než dnes, byla vyšší hladina světového oceánu, Baltické moře bylo více propojeno se světovými oceány, střední Evropa byla souvisle zalesněna (jehličnatá zejména v západní Evropě). Ze začátku Eemu byla typická expanze březových a borových lesů, později expanduje habr, po jeho maximu expandují borovo.březové lesy se smrky koncem Eemu. Na počátku eemu je rychlé oteplení s malým objemem srážek (velmi podobné dnešní době), ve středním eemu je sušeji a dochází k poklesu teploty na severu, na konci dochází k ochlazení vysušení. Pro Eeem je typická dominance jehličnanů (kromě počátku) , v holocénu jde naopak o dominanci listnatých dřevin.
Otevřená fáze lesů je typická pro začátek a konec interglaciálů
Stromy s převažující arbuskulární mykorhizou (tis, jilm, jasan, javor) dominovali pouze v počátečních fázích interglaciálu (pokles fosforu v půdě)
Stromy s ektomykorhizou byly hojné během většiny interglaciálu, dominovali na konci lesních fází (současný holocén je jiný díky působení člověka). Fauna v eemu byla odlišná ve srovnání s holocénem (chybí většina megafauny). Délka trvání eemu se liší na jihu 20 000 roků na severu pouze 12 000 roků.
Dálší interglaciály: harreskovian (před 790 tisíci roky), holštein (před 480 tisíci roky), eem (před 128 -115 tisíci roky), holocén

Při střídání ročních období v zimním období dochází na severní polokouli k většímu zalednění a sněhové pokrývce a oučasně na jižním pólu dochází k odlednění

6.1.2021 Alpy měly před 6000 lety pravděpodobně výrazně méně ledovců než dnes. Uvádí to studie vědců z benátské univerzity Ca Foscari, univerzity v Bernu a rakouské akademie věd, napsala agentura ANSA. Podle autorů studie ledovce pokrývaly během celého holocénu pouze alpské vrcholy v nadmořské výšce 4000 metrů a více. Za použití uhlíkové metody došli vědci k závěru, že led se na vrcholu vytvořil před zhruba 5900 lety. Podle badatelů je tak pravděpodobné, že alpské vrchy do 4000 metrů nadmořské výšky nebyly do té doby pokryty ledovcem.

Vývoj ledovců je významným ukazatelem pro sledování změn klimatu, uvedli autoři studie. Podle nich během holocénu, neboli období, které začalo před zhruba 11.700 lety, ledovce pod 4000 metrů nadmořské výšky střídavě tály a přibývaly. Po celý holocén se ledovce v Alpách držely pouze ve výšce 4000 metrů nad mořem a více. Výzkumné vzorky byly odebrány nedaleko místa, kde bylo v roce 1991 nalezeno mumifikované tělo ledového muže Ötziho. Stáří těla se odhaduje na 5300 let. Podle vědců je možné, že v době, kdy Ötzi zemřel, se v oblasti začínal rychle tvořit ledovec. Ostatky muže zůstaly tisíce let v relativně zachovalém stavu právě díky tomu, že byly uchovány v ledu.

Dříve vydané studie uvádějí, že části alpských ledovců hrozí kvůli růstu teplot a změnám klimatu rychlé tání. Podle výzkumu zveřejněného na začátku prosince se v průběhu století zvýší nadmořská výška tání ledovců ze současných 3234 metrů až na 3880 metrů. Pokud by se tak stalo, Alpy by do konce 21. století ztratily velkou část dnes existujících ledovců.

Zdroj: https://www.lidovky.cz/relax/veda/alpy-pred-6000-lety-mely-zrejme-mene-ledovcu-nez-dnes.A210105_090255_ln_veda_ape

26.7.2020 Vědci z Kansaské univerzity tvrdí, že našli důkazy pro velkou globální katastrofu, která se měla odehrát před necelými 13 tisíci lety. Byla způsobena dopadem částí komety a odstartovala další dobu ledovou. Před 13 000 lety se Země probírala z doby ledové a podnebí se zvolna oteplovalo. Pak se na nebi objevilo několik velkých ohnivých těles. Vzápětí následovaly výbuchy a tlakové vlny. Na Zemi dopadly velké úlomky komety. Vědci publikovali rozsáhlou studii o této katastrofě. Její závěry vycházely z měření, která byla provedena na 170 místech po celém světě. Kometa měla podle jejich zjištění 90 kilometrů v průměru, za letu se začala rozpadat na menší části, které dopadaly na Zemi. Ty pak způsobily rozsáhlou katastrofu doprovázenou změnami klimatu. Katastrofa byla opravdu masivní a vzplálo při ní přibližně deset procent povrchu Země. Spálené části borovicových lesů byly postupně kolonizovány topoly, což jsou stromy, které dobře rostou v oblastech bez původní vegetace.

https://www.extrastory.cz/pred-12800-lety-se-zeme-srazila-s-castmi-komety-byla-z-toho-obri-katastrofa.html?

Glaciál a interglaciál