Zlodowacenia w historii Ziemi

Niezależnie od wszystkich zachodzących obecnie zmian klimatycznych, w tym globalnego ocieplenia, warto pamiętać, że cały czas żyjemy w jednym z najchłodniejszych okresów w dziejach Ziemi.

Takich zimnych okresów – tak zwanych glacjałów, a właściwie megaglacjałów (ze względu na długi czas ich trwania, datowany na dziesiątki lub setki milionów lat) – było co najmniej kilka. Każde z nich można powiązać ze zlodowaceniami, które objęły część bądź całą kulę ziemską.

Najważniejsze fakty dotyczące wszystkich glacjałów przedstawione są poniżej. Chłodne epizody określane są w tym zestawieniu naprzemiennie nazwami “zlodowaceń” (w liczbie mnogiej) oraz “glacjałów”. Poprawny termin to megaglacjał, który obejmuje cały okres globalnego ochłodzenia klimatycznego. W trakcie tych zimnych epok w dziejach Ziemi rozwijały się zlodowacenia – mogło być ich wiele w trakcie pojedynczego megaglacjału. Okresy zimniejsze w obrębie pojedynczego megaglacjału (czyli glacjały) rozdzielone były okresami względnego ocieplenia (interglacjałami).

Zlodowacenia hurońskie

• miały miejsce w paleoproterozoiku, około 2,4 – 2,2 mld lat temu;
• to najdłuższy obok neoproterozoicznego okres glacjalny w historii Ziemi;
• jedną z przyczyn tych zlodowaceń mogło być Wielkie Zdarzenie Oksydacyjne, czyli szybki wzrost ilości tlenu w atmosferze, związany z rozwojem organizmów fotosyntetyzujących; wzrost zawartości tlenu i spadek zawartości dwutlenku węgla redukował efekt cieplarniany;
• inną z przyczyn mogła być ograniczona działalność wulkaniczna i związane z tym mniejsze dostawy dwutlenku węgla oraz metanu do atmosfery ziemskiej;
• były to zlodowacenia śnieżnej kuli, czyli takie, które objęły całą kulę ziemską, włącznie z rejonami okołorównikowymi; świadczą o tym osady lądolodów spotykane w rejonach, które w paleoproterozoiku znajdowały się w pobliżu równika;
• tak jak inne glacjały, tak i glacjał huroński składał się z osobnych epizodów chłodnych oraz relatywnie cieplejszych (interglacjałów); na typowych stanowiskach tego glacjału, nad jeziorem Huron na pograniczu Kanady oraz USA, znaleziono kilka poziomów glin lodowcowych, oddzielonych osadami interglacjalnymi;
• dane paleomagnetyczne w rejonu jeziora Huron wskazują, że ten obszar znajdował się paleoproterozoiku w rejonie równika (dane te pochodzą ze spągu formacji Lorrain, która spoczywa na zawierającej osady lodowcowe formacji Gowganda).

Zlodowacenia neoproterozoiczne

• miały miejsce w neoproterozoiku (dokładniej w kriogenie i w ediakarze), około 750 – 630 mln lat temu;
• jeden z najpoważniejszych, obok glacjału hurońskiego, okresów chłodnych w dziejach Ziemi;
• były to zlodowacenia typu śnieżnej kuli; objęły one całą kulę ziemską, w tym obszary okołorównikowe;
• podczas tego glacjału miały miejsce co najmniej dwa zlodowacenia na skalę globalną; starsze nosi w literaturze anglojęzycznej nazwę zlodowacenia Sturtian, młodsze – Marinoan;
• najdłuższym z ochłodzeń neoproterozoicznych było zlodowacenie Marinoan; osady lodowcowe z tego okresu znaleziono w wielu miejscach na Ziemi, między innymi w Australii, Chinach i na Spitsbergenie;
• jedne z najlepiej zbadanych osadów zlodowacenia Marinoan, znajdujące się w południowej Australii, powstały w strefie okołorównikowej – a zatem było to zlodowacenie śnieżnej kuli.

Glacjał ordowicki (zlodowacenie saharyjskie)

• miał miejsce w późnym ordowiku oraz w sylurze, około 460 – 430 mln lat temu;
• zlodowacenie objęło tylko rejony podbiegunowe; nie było to zatem zdarzenie typu śnieżnej kuli – wszystkie późniejsze zlodowacenia też nie objęły strefy równikowej i stref zwrotnikowych;
• ślady zlodowaceń z tego okresu znajdowane są na dawnym kontynencie Gondwana, który w ordowiku znajdował się w rejonie południowego bieguna; obecnie jest to rejon północnej Afryki (Sahara, Półwysep Arabski) oraz Ameryki Południowej (Brazylia);
• nazwa glacjału pochodzi od miejsc, w których znajdowane są dzisiaj ordowickie osady lodowcowe, a także ślady erozji lodowcowej; oprócz nazwy zlodowacenie saharyjskie stosowana jest też niekiedy nazwa: zlodowacenie andyjsko-saharyjskie;
• zlodowacenia ordowickie mogły być jedną z przyczyn wymierania późnoordowickiego – jednego z pięciu największych wymierań w dziejach Ziemi.

Zlodowacenia Gondwany (karbon i perm)

• glacjał ten miał miejsce w późnym paleozoiku: karbonie i permie, około 360 – 260 mln lat temu;
• zlodowacenia objęły Gondwanę – kontynent, który znajdował się w paleozoiku w rejonie południowego bieguna Ziemi; na kontynent ten składały się: Ameryka Południowa, Afryka, Indie, Australia oraz Antarktyda;
• osady lodowcowe datowane na karbon i perm są znajdowane na wszystkich dzisiejszych kontynentach, które w paleozoiku stanowiły część Gondwany; najsłabiej rozpoznane są na Antarktydzie, która także obecnie skuta jest lądolodem;
• zlodowacenia późnopaleozoiczne określane są niekiedy mianem zlodowaceń Karoo, ponieważ dobrze zachowane osady lądolodów z tego okresu znajdowane są obecnie między innymi w regionie Karoo (RPA);
• glacjał ten miał prawdopodobnie co najmniej kilka przyczyn; wśród nich często wymienia się:
  • zmianę położenia kontynentów w późnym paleozoiku, w tym zamknięcie zbiornika oceanicznego pomiędzy Gondwaną, a leżącą dalej na północ Laurusją (dzisiejsza Ameryka Północna oraz Europa); w ten sposób powstał superkontynent Pangea; zakłóciło to przebieg prądów morskich, prowadząc do ochłodzenia na światową skalę;
  • pojawienie się bogatej szaty roślinnej na lądach, w tym pierwszych lasów; spowodowało to obniżenie zawartości dwutlenku węgla w atmosferze oraz zanik efektu cieplarnianego;
• tak jak wszystkie pozostałe glacjały fanerozoiczne (od paleozoiku do dziś) zlodowacenia późnopaleozoiczne objęły tylko rejony podbiegunowe; w strefie równikowej i zwrotnikowej panował wówczas gorący klimat i rosły tropikalne lasy (pozostałością po nich są między innymi złoża węgla, także na Górnym Śląsku, który wówczas znajdował się w rejonie równika);
• pokrywa lodowa i lądolodowa zwiększała się i zmniejszała cyklicznie, powodując częste wahania poziomu wód wszechoceanu; w efekcie osady karbońskie i permskie często wykazują charakterystyczną cykliczność, tworząc cyklotemy (na przykład permskie cyklotemy solne na terenie dzisiejszej Polski pozakarpackiej).

Glacjał kenozoiczny (neogeński)

• trwa od około 30 mln lat temu do dziś;
• na półkuli północnej związany jest ze zlodowaceniami, które swoje apogeum osiągnęły z plejstocenie; stąd też w polskiej literaturze używany jest termin zlodowacenia plejstoceńskie;
• na półkuli południowej glacjał ten związany jest przede wszystkim ze zlodowaceniem Antarktydy;
• zlodowacenia plejstoceńskie wykazują charakterystyczną cykliczność; pokrywa lądolodowa na przemian zwiększała się i pomniejszała (ulegała recesji); dlatego też w obrębie glacjału kenozoicznego na terenie Europy i Ameryki Północnej wydzielanych jest szereg osobnych zlodowaceń, oddzielonych okresami cieplejszymi (interglacjałami);
• megaglacjał kenozoiczny trwa nadal; obecnie (od około 10 tys. lat) znajdujemy się w cieplejszej jego fazie, to jest interglacjale holoceńskim;
• ponieważ glacjał ten jest najmłodszym zdarzeniem tego typu w historii Ziemi, to jego osady są najlepiej zachowane i najszerzej rozpowszechnione; osady lądolodów plejstoceńskich pokrywają między innymi większość powierzchni Polski.

Warto przeczytać (w języku angielskim):

Krótkie informacje o wszystkich znanych nam obecnie okresach glacjalnych w historii Ziemi: Major glaciations in Earth history

Zlodowacenia na osi czasu:
Timeline of glaciation