Miten jäätiköt ovat muokanneet mantereiden ja mantereen reunojen geomorfologiaa?

Bagleyn jääkenttä ulottuu 190 kilometrin pituisena jään altaaksi, jonka kautta jäätikkö virtaa ulos mannerjäätiköltä. Pohjois-Amerikan suurin jäätikkö, Beringin jääkenttä, on noin 200 kilometriä pitkä ja peittää 5 000 neliökilometrin alueen, jääkerroksen ollessa paksimmillaan jopa 800 metriä. Nykyisin tämä jäätikkö päättyy Vitus-järveen, johon se on viime vuosikymmeninä vetäytynyt noin yhdeksän kilometriä aiemmasta rantaviivasta lähellä Alaskanlahtea. 1970-luvulla geofysikaalisten menetelmien käyttöönotto mahdollisti jäätiköiden vaikutusten tutkimisen mannerjäätiköiden reunamilla, erityisesti mannerjäätiköiden muokkaaman maaston ja sedimentaation osalta. Nykyinen tutkimustieto on monipuolista ja kattavaa, tarjoten ymmärrystä jäätiköiden vaikutuksista niin maalla kuin mannerlaattojen alla sijaitsevilla mannerlaattojen reunamilla.

Viimeaikainen globaali jäätiköiden sulaminen vaikuttaa itäisen Tyynenmeren alueen paikalliseen seismiseen aktiivisuuteen. Jäätiköiden valtava massa painaa maankuoren litosfääriä, estäen Tyynenmeren laattaa liikkumasta alityöntövyöhykkeellä Pohjois-Amerikan laatan alle. Jään sulaminen vähentää tätä painetta, mikä vapauttaa jännitystä laattojen saumakohdissa aiheuttaen maanjäristyksiä. Tämä osoittaa, kuinka jäätiköt vaikuttavat paitsi näkyvään maisemaan myös maan sisäisiin prosesseihin.

Eteläisellä pallonpuoliskolla Argentiinan Patagonian alue oli ainoa mannerjäätiköiden peittämä alue Etelänavan ulkopuolella. Täällä jäätiköt levittäytyivät Andien vuoriston alavilla alueilla asti. Uuden-Seelannin eteläiset Alpit olivat jääpeitteen vallassa viime jääkauden huipulla, ulottuen lähelle lounaisrannikkoa. Manner-Australiassa jäätiköitä esiintyi vain korkeimmilla vuorilla, kuten 2280 metriä korkealla Mount Kosciuszkolla. Etelämmässä, Tasmaniassa, oli jäätikköhuippuja ja laaksojäätiköitä.

Merialueilla mannerjäätiköiden muokkausprosesseja on voitu tutkia viimeisen puolentoista vuosisadan aikana, kun kehittyneet geofysikaaliset menetelmät, kuten sonar- ja heijastuseismiset tekniikat, ovat paljastaneet jäätikön muovaamia muodostelmia mannerlaattojen reunustoilla. Esimerkiksi Hebridien saariston merialueella on löydetty jäätikön muodostamia syviä painanteita, kuten 15 kilometrin mittainen Muck Deep, joka on jään kaivama jopa 320 metriä merenpinnan alapuolelle. Jään liikkeet ovat kaivertaneet syviä uomia ja kuljettaneet sedimenttejä, jotka ovat säilyneet mannerlaatan reunustoilla.

Mannerjäätiköiden virtausreitit ovat seuraillut merkittävästi paikallisen geologian muodostumia ja heikkouslinjoja. Esimerkiksi Hebridien alueella jäätikköliike on ohjautunut kallioperän rakenteiden suuntaisesti, ja jäätikkövirtoja ovat ohjanneet myös vulkaaniset muodostelmat. Tämä on johtanut jäätikön virtauksen suunnan vaihteluun ja sedimenttikerrostumien monimuotoisuuteen mannerlaattojen reunustalla. Verrattuna Hebridien monimuotoiseen kallioperään Pohjanmeri on muodostunut laakeaksi painanteeksi, joka on täyttynyt jopa kolmen kilometrin paksuisella sedimenttikerrostumalla, jonka ylin osa kantaa viime jääkauden ja nykyisen interglasiaalikauden merkkejä.

Pleisteenikauden aikana Pohjanmeren alue on kokenut toistuvia muutoksia jääkauden ja interglasiaalikauden vuorottelussa. Jää on vuoroin peittänyt alueen kokonaan ja vetäytynyt, jolloin meri on vallannut alueen. Tämä jatkuva vaihtelu on jättänyt selkeitä merkkejä mannerlaattojen reunustalle, mikä mahdollistaa paleoklimatologisten ja geologisten prosessien tutkimisen ja glaciaalisen historian ymmärtämisen nykyistä tarkemmin.

On tärkeää ymmärtää, että jääkaudet eivät ole ainoastaan maanpinnan muokkaajia, vaan ne vaikuttavat syvällisesti myös maan sisäisiin tekijöihin, kuten laattatektoniseen aktiivisuuteen ja maankuoren liikkeisiin. Jäätiköiden paino ja sulaminen säätelevät litosfäärin käyttäytymistä, mikä voi aiheuttaa esimerkiksi maanjäristyksiä ja maankuoren kohoamista. Tämä yhdistää jäätiköt osaksi suurempaa maapallon systeemien kokonaisuutta, jossa ilmasto, maankuoren liikkeet ja sedimentaatio ovat jatkuvassa vuorovaikutuksessa.

Mikä aiheuttaa jääkaudet ja lämpimät kaudet?

Maapallon ilmastonvaihtelut, erityisesti jääkaudet ja lämpimät kaudet, ovat pitkään kiehtoneet tutkijoita ja luonnontieteilijöitä. Ilmiön perimmäinen syy liittyy maapallon liikkeisiin aurinkokunnassa, mutta sen ymmärtäminen on vaatinut vuosikymmenten tieteellistä työtä ja monimutkaisten laskelmien tekemistä. Maapallon kierto aurinkoa ympäri ei ole täydellinen ympyrä, vaan ellipsin muotoinen rata, jonka muoto ja maapallon akselin asento muuttuvat pitkien ajanjaksojen aikana.

Aurinkokunnan muiden planeettojen gravitaatiovuorovaikutukset vaikuttavat maapallon radan eksentrisyyteen eli ellipsin soikeuteen. Lisäksi maapallon akselin kallistuskulma suhteessa radan tasoon vaihtelee ja aiheuttaa muutoksia auringon säteilyn jakaantumisessa maapallon pinnalle. Kolmas merkittävä tekijä on akselin precessio eli akselin pyöriminen kuten keilapallon heiluminen. Nämä kolme sykliä, joiden pituudet vaihtelevat, yhdessä muokkaavat auringon säteilyn intensiteettiä ja jakautumista maapallon eri alueille eri ajanjaksoina.

Kun esimerkiksi maapallon pohjoisilla leveysasteilla talven jää peittää maan pinnan ja estää aiemman talven jään sulamisen, jäätiköt alkavat laajentua. Lumi ja jää heijastavat auringonvaloa takaisin avaruuteen, mikä edelleen alentaa lämpötiloja ja vahvistaa jääpeitteen kasvua. Tämä palauteilmiö voi kestää tuhansia vuosia ja johtaa suurten jäätiköiden muodostumiseen. Vaikutukseen vaikuttaa myös pohjoisen pallonpuoliskon laajempi maa-alue, joka lämpenee ja jäähtyy nopeammin kuin valtameret. Merivirrat puolestaan vaikuttavat lämmön jakautumiseen ja voivat joko vahvistaa tai heikentää ilmastonmuutoksia.

Ensimmäiset astronomiset selitykset jääkausille esitettiin 1800-luvulla, mutta niitä epäiltiin niiden vaikutuksen pienuuden vuoksi. James Croll toi esiin ajatuksen siitä, että pienetkin muutokset voivat käynnistää monimutkaisia fyysisiä prosesseja, jotka yhdessä muuttavat ilmastoa. Myöhemmin matemaatikko ja astronomi Milutin Milanković kehitti näistä sykleistä matemaattisen mallin, joka selitti tarkasti, miten auringon säteilyn muutokset johtavat jääkausien ja lämpimien kausien vaihteluun.

Tärkeää on ymmärtää, että näiden ilmiöiden tutkimus ei ole pelkästään teoreettista, vaan sillä on käytännön merkitystä nykyilmaston tutkimuksessa. Nykyinen ilmastonmuutos eroaa perinteisistä luonnollisista vaihteluista nopeudeltaan ja aiheuttajiltaan, mutta taustalla olevien syklien tuntemus auttaa erottamaan ihmisen aiheuttamat vaikutukset luonnollisesta vaihtelusta. Lisäksi maapallon geologiset ja topografiset tekijät, kuten jäätiköiden liikkeet ja mannerlaattojen asennot, voivat vaikuttaa ilmastoon yhdessä astronomisten syklien kanssa.

Kun tarkastelemme maapallon ilmaston historiaa, on tärkeää huomioida, että eri aikakausina ilmasto on muovautunut monien samanaikaisten tekijöiden vaikutuksesta. Ymmärrys näistä vuorovaikutuksista ja niiden pitkäaikaisvaikutuksista antaa syvällisen näkemyksen maapallon ilmaston dynamiikasta ja auttaa ennustamaan tulevia muutoksia.