Historie klimatu naší planety v sobě skrývá mnoho záhad a nejasností, zejména když putujeme do dob výrazně vzdálených od současnosti. Zjednodušeně řečeno se dá konstatovat, že podoba klimatu oscilovala v zásadě mezi dvěma polohami – jednou, kdy byla Země zcela ledovců prostá, a druhou, kdy se vyskytovaly pevninské ledovce. V angličtině se pro tyto podoby někdy používá pojmů Greenhouse Earth a Icehouse Earth, tedy „skleníková Země“ (neboť zesiloval skleníkový efekt) a „Země s ledovcovým pokrytím“. V historii se tyto dva stavy střídaly s různou délkou trvání, řádově šlo o milióny až desítky miliónů let. Střídání těchto podob klimatu přitom mělo klíčový a dramatický dopad na vývoj života na naší planetě.


Výskyt hlavních dob s ledovcovým pokrytím a jejich názvů (s významným zalednění části pevnin), zdroj: earthhow.com

Dnes je známo nejméně pět až šest významnějších epizod, kdy se na naší planetě vyskytovalo výrazné zalednění pevninskými ledovci. Známe jsou Hurónské (před 2,4 až 2,1 miliardy let), kryogenní (před 715 až 547 milióny let), andsko-saharské (před 450 až 420 mil. let), pozdně paleozoické (před 360 až 260 mil. let) a pozdně kenozoické (začínající před 34 milióny let a trvá dodnes) zalednění. Právě mezi posledními dvěma jmenovanými se na Zemi proháněli dinosauři (dominovaly planetě před 201 až 66 miliony let). Někdy se ještě hovoří o pongolském zalednění (před 2,9-2,8 miliardami let). Dodejme, že konkrétní časová vymezení se můžou v různých studiích mírně lišit. V rámci těchto epizod se ještě (v rámci desetitisíců let) vyskytují tzv. doby ledové a meziledové, při kterých rozsah zalednění kolísá.


Rekonstrukce odchylky průměrné teploty v historii na Zemi od současných teplot - vlevé části po milionech let (1-500 milionů let), vpravé části detailněji po tisíci letech (0-1 milion let) - rok 0 je současnost, zdroj: commons.wikimedia.org

Jak vlastně naše planeta během těchto období vypadala? Při teplých („skleníkových“) obdobích se teplota vzduchu u povrchu pohybovala až kolem 25 °C (a v moři byla kolem nebo nad nulou i v polárních oblastech). Mimochodem tento stav bez výskytu ledovců v minulosti na Zemi převažoval – podle dostupných dat se vyskytoval v 80-85 procentech historie. Atmosféra v této podobě obsahovala velké množství skleníkových plynů (oxid uhličitý, metan, ale i vodní pára). Příčinou přechodu klimatu do tohoto stavu byl zřejmě komplex faktorů zahrnujících tektonickou činnost podporující vulkanismus, kdy do atmosféry proniklo obrovské množství oxidu uhličitého a metanu během mohutných sopečných erupcí. Dále se podílelo zvýšení sluneční aktivity vedoucí k nárůstu energie dopadající na Zemi od Slunce, a rovněž astronomické příčiny spojené se změnou parametrů oběžné dráhy Země kolem naší hvězdy, zejména excentricita a sklon zemské osy vůči rovině tohoto oběhu.


Simulace pokrytí Země ledovci před 715 milióny let (během kryogenního zalednění), zdroj: giss.nasa.gov

V dobách zalednění tedy existují kontinentální ledovcové štíty a my vlastně v jednom z těchto období – pozdně kenozoickém – žijeme. Teploty na naší planetě během těchto období byly podobné, ale přechodně i výrazně (o 5 až 10 °C) nižší než v současnosti. Podoba a rozsah zalednění v minulosti se značně lišil – největší rozsah zalednění zřejmě nastal během kryogenního období (před 720 až 635 miliony let, kdy se na Zemi vyskytovaly jen životní formy krytenky a houbovci), kdy ledovce pokrývaly většinu kontinentů.

Příčiny zaledňování jsou zase komplexní podoby, a kromě těch uvedených výše u teplých period (ale působících v tomto případě obráceně, tedy například snížení sopečné činnosti nebo sluneční aktivity) zde zřejmě významnou roli sehrály pohyby tektonických desek. To totiž vedlo k uzavření nebo naopak otevření určitých oceánských cest, kterými pak mohly směřovat mořské proudy. Zmiňme například otevření Drakova průlivu, který oddělil jižní Ameriku od Antarktidy a spolu se vznikem Tasmánského průlivu zřejmě vedly ke vzniku antarktického ledovcového štítu. Zajímavá je taky hypotéza o působení zelených rostlin. Během teplého období se mohly i díky vyšším koncentracím oxidu uhličitého rychle rozšířit. To následně vedlo k dramatickém odčerpávání oxidu uhličitého ze vzduchu a zvýšení množství kyslíku vlivem fotosyntézy. Důsledkem pak bylo globální ochlazování. Dále mohly působit i geologické procesy, kdy při vzniku vápence z křemičitanu vápenatého (který se na povrch dostal při tektonických pohybech během alpinsko-himalájského vrásnění) docházelo k vázání atmosférického CO2 právě do tohoto vápence.


Simulovaný vývoj Země včetně přibližné průměrné teploty a rozsahu zalednění

K tomu, abychom pochopili, co se v minulosti dělo s naší planetou, slouží paleoklimatologie. Ačkoliv se její možnosti a znalosti neustále významně rozšiřují, k čemuž dnes napomáhá i numerické modelování podoby historického klimatu, stále najdeme různé výkyvy klimatu, jejichž příčiny zůstávají zahaleny určitým tajemstvím.