Sinds het eind van de negentiende eeuw wordt algemeen aangenomen

dat in het verleden sprake is geweest van ijstijden met grootschalige

landijsbedekkingen tot gevolg. Ook Noordwest-Europa kreeg ermee te maken. Met zekerheid zijn voor ons land twee glaciaties met bijbehorende landijskappen aangetoond.

Voor die tijd dacht men dat zwerfkeien en bodemlagen

waar deze in voorkomen door smeltende ijsbergen waren

afgezet. 

 



 

 

Tijdens een congres met geologen in Berlijn in 1875 veroorzaakte de

Zweedse geoloog Otto Torell grote opschudding onder de deelnemers.

Tijdens een voordracht vertelde hij zijn gehoor dat Noord-Duitsland

ooit bedekt moet zijn geweest door gletsjerijs. Hij ontdekte tijdens

een excursie in een kalksteengroeve vlak ten zuiden van Berlijn

gletsjerkrassen. Gletsjerkrassen duiden op de aanwezigheid ooit van gletsjers

of van landijs. Dit veroorzaakte een revolutie in de ijstijdgeologie. Veel geologen hebben zich sindsdien beziggehouden met

onderzoek aan ijstijdafzettingen en zwerfstenen, alsmede met de

vraag hoeveel ijstijden er zijn geweest en..... naar de

oorzaken ervan.

 

 

 Otto Torell 1828-1900 Zweeds geoloog Gletsjerkrassen op Muschelkalk - Rudersdorf

De Zweedse geoloog Otto Torell (1828-1900) ontdekte in 1875, tijdens een geologisch congres in Berlijn, gletsjerkrassen op blootgelegde Muschelkalkafzettingen bij Rüdersdorf, in de buurt van Berlijn. Deze ontdekking zorgde voor een revolutie in de ijstijdgeologie.

Door landijs gladgeslepen en bekraste Muschelkalk in een kalksteengroeve bij Rüdersdorf, zuidoostelijk van Berlijn.


 

Het kenmerk van ijstijden (glacialen) is dat er op de geografische

polen en op hooggebergten over de hele wereld ijskappen ontstaan,

die zich vervolgens uitbreiden over grote delen van continenten. De

ijsmassa’s smelten voor een deel weer weg na het begin van een

zgn. interglaciaal. Dit is een warmere tijd tussen twee glacialen in.

 

 

Gedurende het Kwartair, de laatste 2,58 miljoen jaar, hebben

zich vooral in Noord-Amerika en Noord-Europa telkenmale grote

landijskappen gevormd, die tienduizenden jaren later weer wegsmolten.

Merkwaardig is dat glacialen en interglacialen elkaar afwisselen, en

dat tijdens de relatief warme interglacialen Noord- en Zuidpool met

ijs bedekt bleven. Dat is ook nu het geval.


 

 

Landijsbedekking

Dit kan de aanblik zijn geweest van de landijskap zoals die in de voorlaatste ijstijd (Saalien), zo'n 150.000 jaar geleden, een tijdlang de noordelijke helft van ons land bedekte.


 

 

Groenland en Antarctica zijn nog steeds voor het grootste deel

bedekt door ijskappen. Die op Groenland is meer dan 2,5 kilometer dik,

de ijskap op Antarctica zelfs bijna 4 kilometer. In deze gebieden is het

dus nog steeds ijstijd. Het ijsvolume op deze plaatsen op aarde is feitelijk te

groot om in een interglaciaal helemaal te laten verdwijnen. Of de

temperatuurstijging door het veronderstelde broeikaseffect wel bij

machte is al het ijs op de polen te laten smelten is nog maar zeer de

vraag.

 
 

 

IJsberg

Ook Nederlands eerste geoloog W.C.H.Staringh was een aanhanger van de drifttheorie. Onzezwerfstenen en bijbehorende aardlagen zouden hier gebracht zijn door smeltende ijsbergen.

 

 
 

 

In de ontwikkelingsgeschiedenis van de aarde zijn er meer langdurige

episoden met ijstijden geweest. Ook is bekend dat er miljoenen

jaren achtereen op Noord- en Zuidpool helemaal geen ijs lag.

Zo was in de Krijt-periode de gemiddelde temperatuur tot op hoge

breedte (Alaska, Spitsbergen) hoog te noemen. In Alaska groeiden

destijds zelfs palmbomen en in Siberië leefden krokodillen.

 

 

In de laatste miljard jaar is het enkele malen voorgekomen dat

grote delen van het aardoppervlak door ijskappen bedekt waren.

De grootste, wellicht wereldomvattende ijstijd trad op in het Laat-

Precambrium, zo'n 700 miljoen jaren geleden. De ijsuitbreiding tijdens

het glaciaal dat bekend staat als de Varanger-ijstijd moet van een

omvang zijn geweest die daarna nooit meer is bereikt. Vrijwel de gehele aarde moet in het Laat-Precambrium een of meer keren

achtereen met ijs en sneeuw bedekt zijn geweest, met tot op de

evenaar ijsbergen. De periode met deze wellicht wereldomspannende

ijsbedekkingen noemt men het Cryogenium. De populaire uitdrukking hiervoor is 'snowball earth'.



 

 

Verdieping

De Varanger-ijstijd wordt in publicaties gepresenteerd als synoniem voor het Cryogenium.

Daarbinnen onderscheidt men drie koude tijden of cycli: de Kaigas-glaciatie (ca. 750 Ma),

de langdurige Sturtische ijstijd (720-660 Ma) en de kortere Marinoische ijstijd (650-635 Ma). Omdat het

begrip ijstijd betrekking heeft op een koude tijd tussen twee interglacialen, is de aanduiding

Varanger-ijstijd niet juist. Er is immers sprake van drie koudeperioden. Gezien de lange duur

van de Kaigas, Sturtische en Marinoische glaciaties is de vraag of ze elk een ijstijd vertegenwoordigen

of dat er sprake is van een drietal cycli met afwisselend koude en warme episoden.

Vermoedelijk is dit laatste het geval. Het Cryogenium zou daarom voorlopig beter aangeduid

kunnen worden als een ijs-era, die uit een cyclus van drie afzonderlijke ijstijdvakken van

enkele miljoenen jaren bestaat en langdurige warmere episoden daartussen. De uitdrukking

‘Snowball Earth’ heeft binnen het Cryogenium alleen betrekking op de Sturtische ijstijd.


 

 

 

Na het Cryogenium werd het klimaat snel warmer, waarbij er in de

zeeën sprake was van een explosie van meercellige dieren. Deze fauna

bestond voornamelijk uit diersoorten die nog grotendeels onbegrepen

zijn. Ze bezaten geen harde skeletdelen, waardoor ze alleen in

uitzonderlijke gevallen als afdruk bewaard zijn gebleven. Deze bijzondere

fauna uit het Laat-Precambrium staat bekend als de Ediacara-fauna,

genoemd naar de Ediacara Mountains in Zuid-Australië. De periode waarin

deze bijzondere meercellige dieren leefden noemt men het Ediacarium.

Vergelijkbare fossiele afdrukken als van Ediacara heeft men de laatste

jaren op steeds meer plaatsen op aarde ontdekt.

 

 
Ediacara_fauna Ediacara_3 Ediacara_2

Reconstructie van het zeeleven tijdens het Ediacarium. Sommige dieren leken op primitieve zeeveren

Deze oudst bekende fossielenwerden voor het eerst gevonden in de Ediacara bergen in Zuid-Australië.

 

 

 

Mawsonites, afdruk van een kwal-achtig organisme. De Ediacara-fauna bestaat in zijn geheel uit vage afdrukken in zandsteen. 

 

 

 

Ook na het Precambrium is er sprake geweest van ijstijdperioden.

Bekend zijn de fossiele keilemen en bekraste rotsbodems in de Sahara.

Over een afstand van meer dan 5000 km van Algerije tot ver in de

Soedan zijn deze ijstijdafzettingen en oude rotsoppervlakken met

gletsjerkrassen te vervolgen. Ze dateren uit het Ordovicium.

 

 

Ook in de Perm-periode zijn bewijzen gevonden van een uitgebreide

vergletsjering. Op alle zuidelijke continenten zijn fossiele afzettingen

gevonden die op een langdurige ijsbedekking wijzen. Als we rekening

houden met de beweging van de continenten sinds het Perm en we

extrapoleren deze terug in de tijd, dan komen India, Zuid-Afrika,

Antarctica, Australië en Zuid-Amerika bij elkaar te liggen. Ze vormen

dan één grote landmassa, die zich destijds over de Zuidpool uitstrekte.

De situatie lijkt daarmee vergelijkbaar met de huidige toestand,

waarbij het grote continent Antarctica ook al miljoenen jaren op de

Zuidpool ligt en bedekt is met een immense, bijna vier kilometer dikke

landijskap.

 

 

Episoden waarin delen van continenten en gebergten onder grote

landijs-kappen en gletsjers bedolven zijn, noemt men ijstijdvakken.

Het laatste ijstijdvak, die van het pleistoceen dus, begon zo’n

2,58 miljoen jaar geleden en is nog niet ten einde. Sterker nog, er zijn

sterke aanwijzingen dat zich over enkele tientallen eeuwen, maar niemand

weet precies wanneer, een nieuwe ijstijd aan zal dienen.

 
 

 

Gletsjerkrassen_op_zandsteen_-_Winschoten_Grjpg

Grijze zandsteen met gletsjerkrassen - Zwerfsteen van Winschoten (Gr.).

 

 

 

De verdeling van land en zee
 

Continenten, zeeen en oceanen zijn niet gelijkmatig over het

aardoppervlak verdeeld. De verdeling van land en zee en de

aanwezigheid van hoge gebergtegordels zijn bepalende factoren

voor de klimaatverdeling op aarde. De verdeling heeft namelijk

een grote invloed op de watercirculatie in de oceanen en de

beweging van de luchtmassa’s daarboven. Het oceaanwater werkt

door zijn enorme massa als warmteregelaar voor de aarde.

Water heeft een bijzonder grote warmtecapaciteit. Dit houdt in

dat er veel energie nodig is om zeewater te verwarmen, maar ook

dat het lang duurt voordat het is afgekoeld.

 

 

Noordwest-Europa profiteert van een dergelijke situatie. Zeewater

dat in de tropische Atlantische Oceaan en in de Caraïbische Zee

wordt opgewarmd, stroomt langs de oostkust van Noord-Amerika

richting West-Europa. Op het grensvlak met het koudere oceaanwater

ontstaan tal van depressies. Zij veroorzaken het koele vochtige

zeeklimaat in onze streken.

 

De invloed van de Golfstroom – want daar hebben we het over - strekt

zich helemaal uit tot aan Spitsbergen. Zonder de Golfstroom zouden

wij een continentaal klimaat hebben met hete zomers en steenkoude

winters, vergelijkbaar met die in Rusland.

 

Omgekeerd heeft zeewater dat van de polen afkomstig is, in de tropen

en de subtropen een verkoelende werking. Het koudere water verdampt

weinig waardoor er vrijwel geen wolkenvorming plaats vindt. Regenval

blijft daardoor uit. Het gevolg is dat in zuidelijk Afrika aan de Namibische

kust een woestijn aanwezig is. Een vergelijkbare situatie vinden we in

Zuid-Amerika, in het noorden van Chili (Atacama woestijn).
 

 

 

Atacamawoestijn_-_Chili

Atacamawoestijn in Noord-Chili. Het koude zeewater verhindert wolkenvorming waardoor regen uit blijft.

 


Zolang er tussen de tropen en de polen voldoende wateruitwisseling

bestaat, kunnen er geen ijstijden ontstaan. De langzame verplaatsing

van continentale landmassa’s als gevolg van de platentektoniek is de

oorzaak van de huidige ongelukkige verdeling van land en zee op de

Noord- en Zuidpool. Hierdoor verscherpen de klimaatzones zich.

 

Momenteel is in beide poolgebieden sprake van thermische isolatie.

De grote noordelijke Arctische Oceaan wordt omringd door de

landmassa’s van Siberië en Canada. Via de smalle Beringstraat en de

doorgangen tussen Groenland, IJsland en Noorwegen vindt er weinig

uitwisseling plaats van zeewater. Hierdoor blijft een enorme bak met

steenkoud water als het ware opgesloten in de Arctische Oceaan.

 

 

Op de Zuidpool is de situatie weliswaar anders, maar is het effect

hetzelfde. Ook daar is sprake van thermische isolatie. Antarctica is

een groot continent dat bedekt is met een enorm dik pakket landijs.

Circumpolaire zeestromingen en winden rondom Antarctica zorgen ervoor

dat er geen uitwisseling plaatsvindt met warmer water van lagere

breedten. De immense ijskap op Antarctica, de massa koud water

eromheen en de steenkoude laag lucht erboven vormen samen de motor

van het huidige klimaat op aarde.

 

 

Hoewel de verdeling van land en zee een belangrijke factor is in de

sturing van het klimaat op aarde, is deze factor niet de directe

oorzaak van het optreden van ijstijden. De echte oorzaken van klimaat-

variaties moeten we buiten de aarde zoeken, met andere woorden: het

verschijnsel ijstijden heeft voor een belangrijk deel een astronomische oorzaak.

 

 

 
Antarctica Arctische_Oceaan

In het Zuidpoolgebied  is sprake van thermische isolatie. De kou op het grote door landijs bedekte continent blijft door circumpolaire zeestromingen gevangen. Uitwisseling met warmer water van lagere breedten vindt nagenoeg niet plaats.

Ook in het Noordpoolgebied is sprake van thermische isolatie. Uitwisseling van koud water kan alleen via de nauwe Beringstraat en de doorgangen tussen Groenland, IJsland en Noorwegen.

 

 

 

Milankovitch
 

In het Pleistoceen ontwikkelden zich zowel in Noord-Amerika

als in Noord-Europa verschillende malen grote landijskappen. Als

landijskappen ontstaan zijn, worden ze gevoelig voor kleine

variaties in de hoeveelheid zonnestraling. Volgens de theorie

van de Joegoslavische ingenieur en geofysicus Milutin Milankovitch

(1879-1958) zorgen deze variaties ervoor dat de ijskappen op de

polen zich tijdens een glaciaal (een ijstijd) uitbreiden om in het

daarop volgende interglaciaal (een relatief warme tussenperiode)

weer voor een groot deel weg te smelten.

 

De wisselende intensiteit waarmee zonnestraling plaatsen op aarde

bereikt, wordt door drie factoren beïnvloed:

 

 

1) de afstand van de aarde tot de zon (excentriciteit)

 

 2) de tolbeweging van de aarde (precessie)

 

 3) de stand van de aardas ten opzichte van het vlak van de aardbaan (obliquiteit).

 

 

 

De variaties van de aardbaan, de tolbeweging en de scheve stand van

de aardas zijn cyclisch, m.a.w. ze komen periodiek terug. Voor zover

bekend zijn deze variaties niet van invloed op de jaarlijkse hoeveelheid

straling die de aarde als geheel ontvangt. Wel fluctueert de hoeveelheid

straling in bepaalde gebieden, waarbij met name op het noordelijk en

zuidelijk halfrond een cyclische versterking of verzwakking van het

winter-zomercontrast optreedt. De jaarlijkse seizoenen vertonen als

gevolg hiervan grotere tegenstellingen.

 


 

 

 

Milankovitch_Variaties

De baanvariaties van de aarde om de zon, de scheefstand van de aardas en de tolbeweging zijn belangrijke parameters waardoor ijstijden ontstaan. Door de huidige verdeling van land en zee is op de Noord- als op de Zuidpool sprake van thermische isolatie. In combinatie met de astronomische baanvariaties van de aarde zou dit de reden kunnen zijn waarom de klimaatzones zich sinds het Tertiair periodiek verscherpen waardoor ijstijden optreden.

 

 

Hoe werken de  periodieke variaties in de beweging van de aarde?
 

 

 

1) De baan waarin de aarde rond de zon beweegt verandert  in de

loop van ongeveer 100.000 jaar van bijna cirkelvormig tot meer

elliptisch en weer terug. Hierdoor is de afstand van de aarde tot de

zon niet constant. In het ene geval bevindt de aarde zich in de

zomer verder van de zon af dan in de winter en in het andere is dit

omgekeerd. Als de aarde in de zomer op het noordelijk halfrond minder

zonlicht ontvangt, zal er minder van het in de winter gevormde

ijs wegsmelten. Dit kan een uitbreiding van de hoeveelheid ijs op de

Noordpool veroorzaken.

 

 

 

2) De helling van de aardas ten opzichte van het vlak van de aardbaan

is evenmin constant. De hoek van de aardas schommelt in ongeveer

41.000 jaar tussen de 21,5 en 24,5 graden. Momenteel bedraagt hij 23,5

graad . Bij een schuinere stand van de aardas t.o.v. de aardbaan wordt

een kleiner deel van het noordelijk halfrond in de zomer door de zon

beschenen. Doordat dit deel van de aarde in de zomer minder zonlicht

ontvangt, zal er minder van het in de winter gevormde ijs wegsmelten Dit

leidt tot uitbreiding van het zee-ijs in die gebieden.

 

 

 

3) De draaiingsas van de aarde gaat door het middelpunt van de aarde.

De baan die de aardas in een tijdsbestek van ongeveer 19.000-23.000 jaar

beschrijft, heeft de vorm van een kegel. Deze beweging is goed te vergelijken

met de laatste fase van het draaien van een tol. Als de snelheid van de tol

vermindert, gaat zijn verticale as een steeds sterker uitslaande beweging

maken, waardoor zijn draaiende voetpunt steeds ruimere cirkels beschrijft.

De aarde maakt een vergelijkbare beweging. Als gevolg hiervan verschuiven

ook de punten op de aardbaan waar de lengte van dag en nacht aan elkaar

gelijk zijn. Het is even nadenken, maar het klopt.

 

Bovengenoemde baanvariaties van de aarde en de stand van de aardas

lijken op het eerste gezicht gering. Maar hoe klein ze ook mogen lijken,

de hoeveelheid zonnewarmte die het noordelijk halfrond tijdens het

minimum van de zonne-instraling bereikt, leidt tot ingrijpende veranderingen.

Door een daling van de zomertemperatuur in gebieden rond de polen smelt

de wintersneeuw  ’s zomers  niet meer volledig weg. Als deze trend zich

voortzet, dan vindt er een opstapeling plaats van neerslag in de vorm

van sneeuw. Hoger gelegen gebieden in Canada en Scandinavië

verdwijnen geleidelijk onder eeuwige sneeuw, waardoor ijskappen ontstaan.

Deze hebben de neiging om zich steeds verder over het landschap uit te

breiden.

 

 

Als een landijskap in grootte toeneemt, ontstaat een zelfversterkend effect.

De witte kleur van het ijs kaatst een groot deel van het invallende zonlicht

terug het heelal in. In reactie hierop neemt het aardoppervlak minder warmte

op, met afkoeling als gevolg. Als de drempel voor het begin van een ijstijd

eenmaal is overschreden, dan heeft dit zgn. albedo-effect tot gevolg dat de

landijsmassa verder in omvang en dikte toeneemt.

 

 

 

Milankovitsch_cycli

 

 

 

De atmosfeer
 

Veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer kunnen de

hoeveelheid straling die de aarde verwarmt ook beïnvloeden. Met

name gassen als H2O en CO2 in de atmosfeer absorberen een

deel van de warmte-uitstraling van het aardoppervlak. Dit heet het

broeikaseffect. Hoewel CO2 als hét broeikasgas wordt aangemerkt, is

dit niet juist. Het is vooral de waterdamp in de atmosfeer die er

voor zorgt dat er op aarde een klimaat heerst dat leven zoals we dat

kennen mogelijk maakt. Zonder het broeikaseffect van waterdamp

zou de gemiddelde temperatuur vele graden onder nul liggen. Een

beetje meer of minder CO2 doet er niet zoveel toe.

 

 

De lucht boven grote landijskappen bevat weinig waterdamp door de

lage temperatuur die er heerst. Ook hierdoor wordt de warmtestraling

van de aarde slecht vastgehouden. Het albedo-effect en de enorme

hoeveelheid koude lucht maken het mede mogelijk dat de landijskap

zichzelf lange tijd in stand houdt.

 

 

Zwevend stof in de atmosfeer kan de hoeveelheid zonne-instraling ook

verkleinen. Stof hoog in de atmosfeer wordt vooral veroorzaakt door

vulkaanuitbarstingen. De stofdeeltjes houden een klein deel van het

zonlicht tegen. Bij hevige vulkaanuitbarstingen vormt zich een aspluim

van vele tientallen kilometers hoog. Hierbij overschrijdt het vulkaanstof

de grens tussen troposfeer en stratosfeer. In de ijle stratosfeer blijft het

vulkaanstof veel langer hangen.

 

Een complicerende factor bij een vulkaanuitbarsting is de hoeveelheid

uitgestoten zwavel. Hoog in de atmosfeer vinden allerlei chemische

processen plaats, waarbij zwavel wordt omgezet in zwavelzuur. De

uiterst kleine druppeltjes zwavelzuur onderscheppen het zonlicht op

een effectieve manier, met als gevolg een vermindering van de hoeveelheid

zonnewarmte die het aardoppervlak bereikt.

 

Dit laatste is vooral te merken geweest bij de enorme uitbarsting van

de Tambora-vulkaan op het eiland Sumbawa in Indonesië in 1815. Door

het vele vulkaanstof koelde de atmosfeer in de jaren daarna zo ver af

dat er op het noordelijk halfrond sprake was van misoogsten op grote

schaal. Het verhaal wil dat er zelfs in juni in New York nog sneeuw viel…

 


 

Pinatubo_3

Uitbarsting van de vulkaan Pinatubo op de Filippijnen.

 

 

 

Conclusie

Door onderzoekers in verschillende disciplines is veel bedacht om

het fenomeen ijstijd te verklaren. Inslagen van asteroïden, langdurige

en hevige vulkaanuitbarstingen, ontploffende sterren (supernova’s),

maar ook het passeren van grote gas- en stofwolken in het melkwegstelsel

zijn genoemd.

 

Tegenwoordig is men er van overtuigd dat vooral de huidige verdeling

van continenten en oceanen over het aardoppervlak gunstig is voor het

ontstaan van ijstijden. Samen met de baanvariaties van de aarde lijkt

deze verantwoordelijk te zijn voor een periodieke afkoeling van de aarde.

Het lijkt erop dat vooral een bepaalde combinatie van astronomische

effecten als trekker van een revolver fungeert, die er voor zorgt dat

het schot afgaat. Volgens deze ‘dienstregeling’  komt er een nieuwe ijstijd

aan. Tijd dus voor een ruime voorraad lange onderbroeken, borstrokken

en warme truien. Niet voor ons zelf, maar ons nageslacht zou ze nodig

kunnen hebben.

 

 

 

 

Inslag_meteoriet

De inslag van een grote meteoriet  zoals die op Yucatan in Mexico leidde tot hetuitsterven van talloze dieren en planten.

 

 

Terug

 

 

 

 

© 2010-heden Kijkeensomlaag.nl
Flag Counter