Mitől változott meg a jégkorszak ciklusa?

A Columbia Egyetem Földtudományi Intézetének szakembere vezette kutatócsoport vizsgálta meg, hogy mi okozhatta ezt a rejtélyes váltást, amelynek során a korábbi 41 ezer éves eljegesedés-interglaciális ciklusokban vékonyabb jégtakaró alakult ki, majd a váltás után 100 ezer éves eljegesedési ciklusokban sokkal vastagabbá válhatott a jégréteg. A váltásnak csillagászati oka (Milanković-ciklus) nem lehetett, így azt itt a Földön kell keresni, ám a hosszú ideje tartó viták során sem sikerült még bizonyítani a feltételezett okokat.

Most a kutatócsoport az óceáni áramlatokat, vagyis az Atlanti-óceán észak-dél irányú vízcseréjét rekonstruálta az átalakulás időszakából, mégpedig a neodímium izotópjai segítségével, az eredményeiket a PNAS folyóirat közölte. Az Atlanti-óceán északi és déli medencéjéből kiemelt üledékfuratokban végeztek méréseket, az ezekben talált egysejtű, házas foraminiferák vázába, és halak csontjaiba beépülő izotópok mennyiségét vizsgálták. A neodímium a szárazföldek kőzeteiből az erózió hatására kerül a tengerbe, és kb. ugyanannyi ideig tartózkodik az óceán vizében, mint amennyi időt az Atlanti-óceán körforgása igénybe vesz, így a segítségével nyomon követhető a víz körforgása. Az izotópelemzésekből mérhetővé vált, hogy milyen mennyiségű déli eredetű víztömeg áramlott az Atlanti-óceán északi medencéjébe, és milyen szerepe volt az északi eredetű víztömegeknek.

A délről érkező melegebb tengervíz a felszín közelében áramlik északra, azonban a sarkvidék közelében már lehűl, és lassanként lesüllyed a mélybe, ahol megfordul a mozgása, és a hideg víz dél felé veszi útját, amennyiben az óceánban egyensúlyi állapotok uralkodnak. E rendszer azonban képes könnyen felborulni, főként akkor, ha jelentős mennyiségű édesvíz jut az északi óceánba.

A két korszakban eltért a jég eróziós munkája is. Korábban a vékonyabb jégtakaró alatt könnyen csiszolódó talaj- és laza kőzetrétegek voltak, ezeken a jég könnyen, gyorsan el tudott csúszni a tengerekig, és nem volt lehetősége arra, hogy megvastagodjon. Azonban a csiszoló munka hatására elkezdett elfogyni ez a típusú kőzet, és alatta a nehezen csiszolódó, ősi kristályos kőzetek kerültek kapcsolatba a jéggel. Ezen már nem tudott gyorsan mozogni a jég, s ennek okán kezdett lassanként megvastagodni a jégtakaró, ezzel párhuzamosan csökkent a hőmérséklet is. Amikor ez a vastag, lassú mozgású jégtakaró végre elérte a tengert, akkor a vastagsága miatt a leszakadó jéghegyei több édesvízzel dúsították az óceánt, ez pedig már befolyásolta az óceáni áramlatokat is. Az Atlanti-óceán északi medencéjében ezen édesvíz-tömeg miatt átalakult a víz körforgása, és ezzel együtt a rendszer átváltott a 40 ezer éves ciklusról a 100 ezer évesre. A jég borjadzása, a jég mozgása és a hóesés miatti gyarapodása innentől fogva új egyensúlyi állapotba jutott, és megszületett a 100 ezer éves ciklus.

A helyzet jelenkori világunkból sem ismeretlen: a grönlandi jég olvadásával az észak-atlanti régióba kerülő édesvíz hasonló zavaró hatást kelthet, a múltbéli változás pedig figyelmeztetés is korunk számára: az északi félteke (a több itt lévő szárazföld miatt) képes olyan módon befolyásolni az óceáni áramlatokat, hogy azok visszahatnak a globális klímára.