Střídání dob ledových ovlivňují astronomické faktory, v budoucnu planetu čekají další doby ledové
Změnám klimatu naší planety je v posledních dekádách věnováno (oprávněně!) stále více pozornosti. Kromě oteplování způsobeného lidskou činností občas narazíme i na pojem doby ledové a meziledové. Dobou ledovou myslíme období s nárůstem rozsahu ledu na Zemi (jak takové období u nás vypadalo shrnujeme v článku). Ačkoliv v historii naší planety nastalo toto období vícekrát a s různou délkou trvání, zaměřme se teď na poměrně pravidelné střídání během čtvrtohorního (tedy během posledních 2,6 milionů let) klimatického cyklu, které bývá ostatně nejčastěji zmiňováno.
Během dob ledových klesala průměrná planetární teplota vzduchu o 5 až 10 °C oproti současnosti. Docházelo k mohutnému rozvoji zalednění, hlavně na kontinentech, což s sebou neslo i výrazný pokles mořské hladiny (o víc než 100 metrů než v dobách meziledových). Zůstaneme-li u čtvrtohor, tedy období posledních 2,6 miliónu let, trvaly doby ledové zpravidla podstatně déle než doby meziledové. Základní vysvětlení jejich příčin podal srbský geofyzik Milutin Milankovič, a to už na začátku 20. století. Plně ověřeny a potvrzeny byly až v 70. letech minulého století.
Tři astronomické faktory
Střídání dob ledových a meziledových podle Milankoviče souvisí s astronomickými faktory působícími na naše klima, primárně pak se změnou tří tzv. orbitálních parametrů Země. Jde jednak o sklon rotační osy, který kolísá mezi 22,1 ° a 24,5° k oběžné dráze kolem Slunce, a trvá kolem 41 tisíce let. Čím větší je sklon, tím výraznější jsou rozdíly mezi zimou (kdy dostává příslušná polokoule méně energie od Slunce) a létem (více energie). Rozdíly se přitom projevují výrazněji ve vyšších zeměpisných šířkách než u rovníku. Dále je to tvar dráhy obíhání Země kolem Slunce neboli excentricita. Ta se mění z téměř kruhové na eliptickou s periodou zhruba 100 000 let. Tvar dráhy ovlivňuje vzdálenost od Slunce (což má dopad na množství dopadající energie) i délku ročních období. A třetím faktorem je tzv. precese neboli směr zemské osy vůči prostoru – ten se mění s periodou cca 26 tisíc let. Změna precese se projevuje extrémnějšími rozdíly mezi sezónami na jedné polokouli, zatímco na druhé jsou tyto rozdíly méně extrémní. V současnosti se tento jev uplatňuje mírnícím způsobem na severní polokouli.
Tři klíčové orbitální parametry ovlivňující klima a střídání dob mezi/ledových. Vlevo excentricita, uprostřed sklon rotační osy a vpravo precese, na vodorovné ose dole tisíce let, zdroj: researchgate.net
Všechny tyto tři základní změny orbitálních parametrů vedou ke kolísání dopadajícího množství sluneční radiace ve středních zeměpisných šířkách (tedy včetně naší oblasti) až o 25 procent. Nástup dob ledových trvá zpravidla tisíce let, někdy to ale může být i výrazně kratší dobu. Například po skončení poslední doby ledové došlo v období tzv. Dryasu (asi 10,8 tisíc let před naším letopočtem) k dramatickému ochlazení vedoucí k podmínkám podobným době ledové, a to v řádu několika let až jedné dekády.
V současné době se nacházíme v době meziledové, která trvá přibližně 12 tisíc let, tedy poměrně dlouho. Nástup další doby ledové je ale s ohledem na změnu složení atmosféry v důsledku spalování fosilních paliv odsunut a jeví se, že vhodná orbitální konstelace na další zalednění nastane nejspíš za víc než 100 tisíc let (viz kniha Klima a koloběhy látek).
Pro vlastní nástup doby ledové je přitom důležité, aby výše uvedené změny orbitálních parametrů vedly k chladným letům na severní polokouli. Chladné léto znamená pozdější tání sněhu, jehož přítomnost brání výraznějšímu prohřívání zemského povrchu a následně i vzduchu. Tato negativní zpětná vazba pak vede k prohlubování ochlazování započatému příslušnou změnou parametru oběžné dráhy, kdy dopadá méně energie od Slunce. Čím víc leží sněhu a čím méně ho roztaje, tím chladnější je pak léto a tím snadněji se začne šířit zalednění do nižších zeměpisných šířek.
Perioda jednotlivých orbitálních parametrů a kolísání sluneční činnosti (žlutě) ve srovnání s výskytem dob ledových a meziledových (dole, meziledové doby zvýrazněny šedě) - zachyceno je období od 1 milionu let do současnosti, zdroj: commons.wikimedia.org
Výše uvedený vliv astronomických faktorů lze sice považovat za hlavní spouštěcí mechanismus nástupu dob ledových, resp. meziledových (alespoň od čtvrtohor), důležité jsou ale i další faktory. Především ukládání, resp. uvolňování skleníkových plynů z oceánu či svrchní litosféry, které zeslabují/zesilují přirozený skleníkový efekt atmosféry Země. A možnými aktivačními mechanismy můžou být i změna sluneční a/nebo sopečné činnosti. Závěrem je vhodné podotknout, že výše uvedené periody jsou jen ty hlavní, často ale můžeme detekovat ještě vedlejší periody, které celý obrázek komplikují, jak je patrné i z grafu ukazujícího vývoj za poslední milión let.
Během dob ledových klesala průměrná planetární teplota vzduchu o 5 až 10 °C oproti současnosti. Docházelo k mohutnému rozvoji zalednění, hlavně na kontinentech, což s sebou neslo i výrazný pokles mořské hladiny (o víc než 100 metrů než v dobách meziledových). Zůstaneme-li u čtvrtohor, tedy období posledních 2,6 miliónu let, trvaly doby ledové zpravidla podstatně déle než doby meziledové. Základní vysvětlení jejich příčin podal srbský geofyzik Milutin Milankovič, a to už na začátku 20. století. Plně ověřeny a potvrzeny byly až v 70. letech minulého století.
Tři astronomické faktory
Střídání dob ledových a meziledových podle Milankoviče souvisí s astronomickými faktory působícími na naše klima, primárně pak se změnou tří tzv. orbitálních parametrů Země. Jde jednak o sklon rotační osy, který kolísá mezi 22,1 ° a 24,5° k oběžné dráze kolem Slunce, a trvá kolem 41 tisíce let. Čím větší je sklon, tím výraznější jsou rozdíly mezi zimou (kdy dostává příslušná polokoule méně energie od Slunce) a létem (více energie). Rozdíly se přitom projevují výrazněji ve vyšších zeměpisných šířkách než u rovníku. Dále je to tvar dráhy obíhání Země kolem Slunce neboli excentricita. Ta se mění z téměř kruhové na eliptickou s periodou zhruba 100 000 let. Tvar dráhy ovlivňuje vzdálenost od Slunce (což má dopad na množství dopadající energie) i délku ročních období. A třetím faktorem je tzv. precese neboli směr zemské osy vůči prostoru – ten se mění s periodou cca 26 tisíc let. Změna precese se projevuje extrémnějšími rozdíly mezi sezónami na jedné polokouli, zatímco na druhé jsou tyto rozdíly méně extrémní. V současnosti se tento jev uplatňuje mírnícím způsobem na severní polokouli.
Tři klíčové orbitální parametry ovlivňující klima a střídání dob mezi/ledových. Vlevo excentricita, uprostřed sklon rotační osy a vpravo precese, na vodorovné ose dole tisíce let, zdroj: researchgate.net
Všechny tyto tři základní změny orbitálních parametrů vedou ke kolísání dopadajícího množství sluneční radiace ve středních zeměpisných šířkách (tedy včetně naší oblasti) až o 25 procent. Nástup dob ledových trvá zpravidla tisíce let, někdy to ale může být i výrazně kratší dobu. Například po skončení poslední doby ledové došlo v období tzv. Dryasu (asi 10,8 tisíc let před naším letopočtem) k dramatickému ochlazení vedoucí k podmínkám podobným době ledové, a to v řádu několika let až jedné dekády.
V současné době se nacházíme v době meziledové, která trvá přibližně 12 tisíc let, tedy poměrně dlouho. Nástup další doby ledové je ale s ohledem na změnu složení atmosféry v důsledku spalování fosilních paliv odsunut a jeví se, že vhodná orbitální konstelace na další zalednění nastane nejspíš za víc než 100 tisíc let (viz kniha Klima a koloběhy látek).
Pro vlastní nástup doby ledové je přitom důležité, aby výše uvedené změny orbitálních parametrů vedly k chladným letům na severní polokouli. Chladné léto znamená pozdější tání sněhu, jehož přítomnost brání výraznějšímu prohřívání zemského povrchu a následně i vzduchu. Tato negativní zpětná vazba pak vede k prohlubování ochlazování započatému příslušnou změnou parametru oběžné dráhy, kdy dopadá méně energie od Slunce. Čím víc leží sněhu a čím méně ho roztaje, tím chladnější je pak léto a tím snadněji se začne šířit zalednění do nižších zeměpisných šířek.
Perioda jednotlivých orbitálních parametrů a kolísání sluneční činnosti (žlutě) ve srovnání s výskytem dob ledových a meziledových (dole, meziledové doby zvýrazněny šedě) - zachyceno je období od 1 milionu let do současnosti, zdroj: commons.wikimedia.org
Výše uvedený vliv astronomických faktorů lze sice považovat za hlavní spouštěcí mechanismus nástupu dob ledových, resp. meziledových (alespoň od čtvrtohor), důležité jsou ale i další faktory. Především ukládání, resp. uvolňování skleníkových plynů z oceánu či svrchní litosféry, které zeslabují/zesilují přirozený skleníkový efekt atmosféry Země. A možnými aktivačními mechanismy můžou být i změna sluneční a/nebo sopečné činnosti. Závěrem je vhodné podotknout, že výše uvedené periody jsou jen ty hlavní, často ale můžeme detekovat ještě vedlejší periody, které celý obrázek komplikují, jak je patrné i z grafu ukazujícího vývoj za poslední milión let.
