Jääkausi

Maapallolla on ollut kymmeniä tai satoja jääkausia. Niiden lukumäärä riippuu osaksi siitä, lasketaanko peräkkäiset, lauhojen kausien erottamat jääkaudet samaksi vai eri jääkausiksi.[4] Varhaisin tunnettu jääkausi vallitsi prekambriaikana yli 570 miljoonaa vuotta sitten.[1]

Jääkaudet ryhmittyvät jääkausijaksoihin, jotka kestävät kymmeniä miljoonia vuosia ja esiintyvät kymmenien tai satojen miljoonien vuosien välein.

Jääkausijakson sisäistä lauhaa välikautta, jolloin jää sulaa kokonaan, kutsutaan interglasiaaliksi. Silloin lämpötila on suunnilleen nykyisen kaltainen tai lämpimämpi. Jos jää sulaa vain suurimmaksi osaksi, kyseessä on interstadiaali, jonka aikana lämpötila on nykyistä viileämpi. Siirtyminen kylmään vaiheeseen on tapahtunut tavallisesti vähitellen, usean tuhannen vuoden kuluessa. Joissain harvinaisissa tapauksissa ilmasto on saattanut muuttua äkillisesti.[5]

Nykyinen jääkausiaika alkoi 2,6 miljoonaa vuotta sitten. Jääkausiaika on koostunut suunnilleen yhtä pitkistä kylmistä ja lauhoista kausista. Nykyisin eletään keskimääräistä selvästi lämpimämpää jaksoa. Ääripäitä eli laajoja jäätiköitymisaikoja ja keskimääräistä selvästi lämpimämpiä jaksoja jääkausiajalla on ollut suhteellisen vähän.[5] Viimeisin jääkausi oli Veiksel-jääkausi, joka alkoi 115 000 vuotta sitten ja loppui 11 000 vuotta sitten.[6]

Seuraavan jääkauden tulisi luonnostaan alkaa noin 50 000 vuoden päästä. Potsdamin ilmastontutkimuksen instituutin mukaan ihmisen aiheuttamien kasvihuonepäästöjen johdosta seuraava jääkausi voi kuitenkin lykkäytyä ainakin 100 000 vuoden päähän.[7]

Pääartikkeli: Jääkausien syyt

Maan ilmasto vaihtelee eri pituisilla jaksoilla eri syistä. Satojen ja kymmenien miljoonien vuosien pituiset vaihtelut ovat ensisijaisesti mannerliikuntojen aiheuttamia. Toinen mahdollinen aiheuttaja on vuoristojen ja niihin liittyvien jäätikköjen synty ja häviäminen. Jääkausien mittakaavassa eli kymmenen ja sadan tuhannen vuoden välein tapahtuvat muutokset liittyvät maapallon kiertoradan jaksollisiin muutoksiin.[8]

Jääkaudet vaativat tietyillä tavoin kulkevia merivirtoja ja sopivanlaista termohaliinikiertoa. Maassa on lämmintä silloin, kun merivirrat kuljettavat lämmintä vettä päiväntasaajalta korkeammille leveysasteille.[9] Mannerliikunnot vaikuttavat merivirtoihin ja jäätikköjen muodostumiseen. Panaman kannaksen on ajateltu ollen merkittävässä roolissa edellisen jäätiköitymisen alkamisessa.[10]

Siihen, että pleistoseenikaudella jääkausia on esiintynyt toistuvasti, on ilmeisesti suurelta osin vaikuttanut tertiäärikauden lopulla tapahtuneet laajat vuorenpoimutukset. Tällöin meri vetäytyy pois laajoilta matalilta rannikkoalueilta, ja lämpötila alenee, koska maa heijastaa takaisin avaruuteen suuremman osan auringonsäteilystä kuin vesi. Lisäksi vuoristoissa ilmanlämpötila on yleensäkin alempi kuin merenpinnan tasolla.[11] Samaan tapaan olivat aikaisemmin kivihiilikauden vuorenpoimuttumisia seurannut permikauden laajat jäätiköitymiset.[11]

Pohjoisen pallonpuoliskon ilmastonmuutosten on selitetty johtuvan Maan radan soikeuden ja akselin suunnan jaksollisista muutoksista, niin sanotuista Milankovićin jaksoista.[12] Tunnettuja syklejä ovat 11 000 vuoden, 23 000 vuoden, 41 000 vuoden, 100 000 vuoden ja 413 000 vuoden välein tapahtuvat muutokset kiertoradassa (prekessio, kallistuskulma ja eksentrisyys) [13]

Vuonna 2015 esitettiin ajatus, jonka mukaan Maan radan muutokset ehkä vaikuttavat tulivuoritoimintaan. Tämä vaikuttaisi kasvihuonekaasuihin ja Maan lämpötilaan 100 000 vuoden jaksoissa[14].

Jääkausi alkaa, kun vuoristojäätiköt alkavat laajeta ilmaston viilenemisen tai talvien sateisemmiksi muuttumisen myötä. Talvisin lunta kertyy vuorille yhä enemmän ja enemmän, ja tarpeeksi laajentuessaan vuoristojäätiköt alkavat työntyä laaksoja pitkin alemmas. Mukanaan jää raastaa maata ja suuria kiviä, ja jään päälle sortuu ajoittain kiviä ja maata sitä reunaavilta rinteiltä. Jään kuljettama aines kasautuu valliksi jäätikön sulavaan reunaan, jolloin voi syntyä suuriakin reunamoreeneja. Jäävirran pohjassa kulkevat kivet kuluttavat laaksojen pohjia, jolloin syntyy U-kirjaimen muotoinen laakso. Vuoristojäätikön pohjalta purkautuva vesi synnyttää jokia. Niiden vaikutuksesta jään edustalle muodostuu laveita soraikkoja, jotka voivat olla satojen neliökilometrin laajuisia.[4]

Aluksi vuoriston eliölajeilla ei ole hätää, sillä rinteillä ja harjanteilla on yhä kesäisin sulia paikkoja. Kun lumen kertymisalueet peittävät koko vuoriston, jäätikkö muuttuu mannerjäätiköksi, eivätkä eläimet ja kasvit enää pysty elämään vuorilla.[18]

Jäätikön reunaa Islannissa

Jäätikkö jatkaa virtaamistaan yhtenä rintamana, usein jyrkkänä, päälle kaatuvana törmänä. Sen alaosa takertelee reunan lähellä kiinni kallionnokkiin, poikittaisiin laaksoihin ja muihin maanpohjan epätasaisuuksiin. Jäätikköön kertyy niin paljon vettä, että valtamerten pinta alkaa laskea ja ilmasto muuttua kuivemmaksi. Ylävillä mailla metsä kuolee kylmän ja kuivan heikentäminä hyönteis- ja sienituhoihin. Laaksoissa metsä tukehtuu kylmän veden tuomiin lietteisiin jopa kymmeniä kilometrejä jään edellä. Kylmän johdosta syntyy ”luurankometsiä”, joissa puut keloutuvat pystyyn jo kauan ennen jäätikön tuloa. Aluksi kelopuihin tulee kaikonneiden lajien tilalle uusia hyönteis- ja lintulajeja sekä lahottajia, ja ruohokasvillisuus kukoistaa jopa vuosikymmenien ajan kun metsän tuoma varjo on kadonnut. Jotkin eläin- ja kasvilajit pystyvät väistämään etelämmäs, mutta ekologialtaan ahdasrajaiset lajit saattavat kuolla sukupuuttoon. Jotkin kylmää kestävät kasvit saattavat väistää jäätikköä vuortenhuipuille eli nunatakeille, joille mannerjää ei yllä.[19]

Mannerjäätikkö on edennyt keskimäärin 25–50 metriä vuodessa, paikallisesti jopa 500 metriä vuodessa.[17]

Jäätiköin kasvaessa sen pinta kohoaa yhä korkeammalle. Fennoskandian jäätikkö kasvoi viimeisen jääkauden aikana enimmillään noin 2,6–3,5 kilometrin paksuiseksi kuperaksi kilveksi.[20] Siitä ei olla varmoja, peittikö pohjoisia merialueita jääkauden aikana suhteellisen ohut ja kelluva jää kuten nykyisinkin, vai ulottuiko jääkilpi napa-alueella pohjaan asti, kuten Etelämantereen ympärillä nykyisin.[21]

Kun mannerjäätiköt ovat laajimmillaan, metsät ovat väistyneet kauas etelään ja valtaisa aro erottaa ne jäätikön reunasta.[22] Koska jäätiköihin sitoutuu jääkausien aikana paljon vettä, merenpinta laskee huomattavasti; esimerkiksi Veiksel-jääkaudella merivesi oli alimmillaan 130–135 metriä nykyistä alempana. Kun jäätiköt olivat alkaneet sulaa, merenpinta alkoi nousta 19 000 vuotta sitten noin kaksi senttimetriä vuodessa, kiivaimmillaan ehkä 10 senttimetriä vuodessa. Laakeilla rannoilla asuneet ihmiset joutuivat siirtymään vettä pakoon kauemmaksi sisämaahan, ja suuria, äkillisiä tulvia saattoi esiintyä maa-alueilla, joilla on merenpinnan alapuolisia syvänteitä. On esimerkiksi arveltu, että Mustameri saattoi täyttyä suuressa tulvassa Bosporinsalmen kautta.[23]

Kun painava jäätikkö sulaa, sen alla lommolle joustanut maapallon kivikuori alkaa kohota takaisin ylös, aluksi jopa nopeammin kuin merenpinta.[24]

Sulamisvaiheessa jään reuna saattaa vielä talvisin edetä muutamia kymmeniä metrejä, mutta kesäisin se peräytyy ehkä satakunta metriä. Peräytyvä jäätikkö jättää jälkeensä moreenivalleja niihin kohtiin, mihin se talvisin yltää. Peräytyvän jäätikön edessä on kilometrien päähän ulottuva soraikko, ja jään mukana kulkeutunut maa-aines peitää jään reunaosat. Jään alta paljastuneille alueille tulevat ensin levät ja sammalet sekä hyönteiset. Varsinaiset metsäpuut alkavat itää uudella maalla vasta vuosikymmeniä sen paljastumisen jälkeen, ja metsä levittäytyy aron tilalle seuduilla, jotka eivät ole metsälle liian kuivia. Kun kasvipeite tuuhettuu, alueelle palaa myös eläimiä, ja noin runsaan parinsadan vuoden kuluessa lajistoon ovat liittyneet majava, hirvi ja mänty. Osa entisistä lajeista saattaa olla kokonaan kadonnut tai ei enää pysty levittäytymään aikaisemmille elinalueilleen. Toisaalta jääkausi aiheuttaa myös uusien lajien kehittymistä. Jääkausiaika saattaa erilaisia lajeja yhteen joksikin aikaa ja erottaa ne sen jälkeen toisistaan. Yhtenäiset eliöpopulaatiot pilkkoutuvat erillisiksi, osa häviää, ja osa palaa takaisin yhteen kymmenien tuhansien vuosien kuluttua.[25]

Jäätikkö vaikuttaa ympäristöönsä kivi- ja maa-ainesta kuluttavasti ja kasaavasti. Kun jää eteni, se hioi kallioperää ja sulaessaan muun muassa sulamisvedet kuljettivat ja kasasivat maa-ainesta. Suomen maaperässä näkyy siirtolohkareita, soraharjuja, hiidenkirnuja ja pirunpeltoja yms. Lisäksi jäätikkö on painanut maankuorta kuopalle, mikä näkyy jääkauden jälkeen maannousuna. Jääkauden lopun vetäytyvä jäätikkö on jättänyt jälkiä kallioihin, joissa on nykyään uurteita ja monenlaisia murroksia.[26] Moreenin sisään muodostuneen jäälohkareen sulamisen jälkeen maastoon syntyy maaluola.[27]

Jäätikön jälkiä kalliossa

Jäätikön hiomaa silokalliota Ruotsissa

• silokalliot (jäätikön kalliosta irrottama moreeni hioo alla olevaa kalliota).
• kaarevat, U:n muotoiset vuonot ja jokilaaksot.
• hiidenkirnut (jäätikön sulamisvedet liikuttavat kiviä kallionkolossa, joka syvenee ja laajenee).
• subglasiaalinen uoma
• nunatakit (jäästä kohonneet vuoret) jäätikön kuluttamat alapinnat pyöreitä, pakkasen rapauttamat yläosat teräväsärmäisiä.

Jääkauden muovaamat moreenit

Jäävirrat kuljettavat vuoristossa mukanaan irtainta maa-ainesta.

Moreeni, joka koostuu erikokoisista maa-aineksista, kuten kivistä ja hiekasta, syntyy jäätikön irrottaessa alla olevasta kalliosta kiviä ja hiekkaa. Moreeni muuttuu maan sisään painuessaan tilliitiksi.

• Reunamoreenit ovat jäätikön reunan suuntaisia moreenimuodostumia. Ne eivät ole harjuja, koska niiden kiviaines ei ole lajittunutta vaan nimensä mukaisesti moreenia.
• De Geer -moreenit ovat jäätikön reunan suuntaisia.
• Drumliinit ovat jäätikön alla syntyneitä, sen liikkeen suuntaisia pisaramaisia kumpuja, joiden ytimenä on monesti kalliokumpare.
• Rogen-moreenit ovat hieman dyynimäisiä jäätikön reunan suuntaisia muodostumia, jotka ovat syntyneet yksittäisten jäävuorien sulettua.
• Kumpumoreenit ovat kumpumaisia moreenimuodostumia.
• Juomumoreenit ovat yksittäisiä, epämääräisen muotoisia moreenisaarekkeita.
• Puljumoreenit ovat rengasmaisia muodostumia, jotka ovat syntyneet niiden ytimenä olleen jäätiköstä jääneen jäälohkareen sulettua.

Jääkausiteoriaa alkoivat tehdä tunnetuksi Louis Agassiz ja Jean de Charpentier sekä Venetz 1840-luvulla. Sitä ennen 1700-luvun lopulla Bernard Kuhn ja James Hutton olivat päätelleet, että jotkut Alppien kivet olivat jo kadonneiden jäätiköiden kuljettamia. Vuonna 1824 Jens Esmark löysi merkkejä laajasta jäätiköitymisestä muinaisessa Norjassa. Vuonna 1834 Reinhard Bernhardi väitti napalakin joskus ulottuneen Pohjois-Saksaan.[29] Jo 1700-luvulla tiedettiin siirtolohkareiden kulkeutuneen Ruotsista ja Suomesta Pohjois-Saksaan ja Venäjälle[30] Tunnetuin varhainen jääkausiteoreetikko Louis Agassiz selitti teorioillaan joitain Alppien geologisia muodostumia ja piirteitä. Myöhemmin Agassiz oli löytävinään merkkejä jääkaudesta tropiikista – nykytiede ei vahvista tropiikin jäätiköitymistä viime jääkaudella. Joka tapauksessa jääkausiteoria on keskeinen osa nykyajan paleoklimatologiaa. Laajan tutkimuksen Alppien jääkaudesta tekivät Albrecht Penck ja Eduard Brückner 1900-luvun alussa. He löysivät Alpeilta neljä suurta jäätiköitymistä. 1900-luvulla eteni muinaisten siitepölyjen ja 1960-luvun lopulta lähtien myös jääkairausnäytteiden tutkimus. Pohjoismaissakin jääkausiteoriasta kiisteltiin laajalti akateemisissa piireissä noin vuosina 1840–1867.[31] Sen hävisivät ne tutkijat, jotka olivat noin vuodesta 1840 alkaen ajatelleet monien Suomen maaperän muotojen syntyneen vedenpaisumuksessa[32]

Jääkausiteoriaa on joskus arvosteltu kreationistien ja muiden näennäistieteilijöiden taholta[33][34].

• D/O-tapahtuma
• Bondin kierto
• Heinrichin tapahtuma
• Merenpinnan lasku jääkaudella
• Pleistoseenin lopun joukkotuho
• Lumipallomaa

• Andera, Miloš: Euroopan luonto. asiantuntijatoimittaja Virpi Lyytimäki. Suomentanut Pirkko Roinila. Ullmann, 2008. ISBN 978-3-8331-4735-7, alkuteos saksaksi ISBN 978-3-8331-4446-2, tšekiksi ISBN 80-7145-956-9.
• Eronen, Matti: Jääkausien jäljillä. Ursan julkaisuja 43. Helsinki: Ursa, 1991. ISBN 951-9269-59-2.
• Koivisto, Marjatta (päätoimittaja): Jääkaudet. Helsinki: WSOY, 2004. ISBN 951-0-29101-3.
• Kurtén, Björn: Jääkausi. WSOY, 1969. ISBN 951-0-00149-X.
• Vuokko, Seppo (teksti) & Björklund, Tom (kuvitus): Mammutin aika. Tammi, 2009. ISBN 978-951-31-4113-4 (sid.).

• Rainio, H.: Vedenpaisumuksesta jääkauteen, eli, Kuinka jääkausiteoria otettiin Suomessa vastaan. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 123. Espoo: Geologian tutkimuskeskus, 1994. ISBN 951-690-546-3.

• Climateprediction.net – Tavoitteena ennustaa seuraavan sadan vuoden sää.
• NercEurope – Jääkauden huippukohdan kasvillisuusvyöhykkeet englanniksi
• Jääkauden maailmankartta 18000 eaa.