Bár vannak klímaszkeptikusok – még a kutatók körében is –, akik kétségbe vonják az emberi tevékenység által okozott felmelegedést, ma már széles körben elfogadott, mérésekkel igazolt tény, hogy bolygónk melegszik és ennek valószínűleg mi magunk vagyunk az egyik okozói. Pedig jelenleg – tudományos definíció szerint – egy jégkorszak kellős közepén élünk!

A jégkorszak definíciója viszonylag egyszerű: a Föld egyik és/vagy másik sarkvidékét állandó, összefüggő jégtakaró borítja. Számunkra ez természetes, mert mióta ember él a Földön ez mindig is így volt. Pedig bolygónk életében ez az állapot viszonylag ritka, eddigi történetében sokkal hosszabbak voltak a „jégmentes” periódusok.

Ráadásul a jégkorszakokon belül sem egyenletesen zord a klíma, vannak hidegebb glaciálisok (a jég előrenyomulásának periódusai) és a közéjük ékelődő melegebb interglaciálisok. Jelenleg egy ilyen melegebb periódusban, egy interglaciálisban élünk. (A hétköznapi életben azonban általában másképp értelmezik a „jégkorszak” kifejezést: az előző, úgynevezett Würm glaciálist hívják így, amely körülbelül 70 000 éve kezdődött és mintegy 11 000 éve ért véget.)

Jégkorszak: a kőzetek árulkodnak

Hogy mikor voltak és milyen hosszú ideig tartottak a jégkorszakok, azokat az eljegesedések kőzetekbe zárt emlékei alapján tudják megállapítani a geológusok. Ilyenek például azok a speciális üledékes kőzetek, amelyek kizárólag az eljegesedések során képződhetnek: például a tillit (a gleccserek hordalékából lerakódott kőzet), a varvit (a jég felszínformáló erejének következtében kialakuló glaciális tavakban keletkezett, téli-nyári rétegecskék váltakozásából álló kőzet), vagy a lösz. De a jégkorszakoknak számos geomorfológiai bizonyítéka is van: például a jégkarcokkal telerótt kövek, a jégvájta, U-alakú völgyek, a fjordok, vagy például a vándorkövek (a jég által szállított, hatalmas sziklatömbök egy geológiailag idegen környezetben). És nem feledkezhetünk meg az őslénytani bizonyítékokról sem: a kimondottan hideg éghajlatot kedvelő fajok megjelenéséről, térhódításáról.

Jégkorszak kialakulása: nem csak a Földön kell keresni az okokat

Ma már tudjuk, hogy egy jégkorszak kialakulásához rengeteg feltételnek kell teljesülnie egyszerre. Ezek egy része a Földön keresendő, másik részük csillagászati tényező. A földi okok közül az egyik legfontosabb tényező, hogy van-e éppen kontinens valamelyik, vagy mindkét póluson. Ugyanis csak szárazföldi területen, vagy szárazföldekkel szorosan körülvett tengeri területen tud a hó olyan mértékben felhalmozódni, hogy abból összefüggő, állandó jégtakaró alakuljon ki. A kontinensek elhelyezkedése azonban nem csak a hófelhalmozódás miatt fontos, hanem azért is, mert ez nagyban befolyásolja az óceáni áramlatok lefutását. Ahhoz, hogy a sarkokon az eljegesedés meginduljon az is szükséges, hogy az Egyenlítő környékéről származó melegebb víz csak korlátozottan jusson a poláris régiókba.

Szintén nagyon fontos földi tényező, hogy a légkör mekkora mennyiségben tartalmaz üvegházhatású gázokat, elsősorban széndioxidot és metánt. Ma már a sarki jégfúrások mintáinak elemzéséből tudjuk, hogy a glaciálisok előtt az üvegházhatású gázok mennyisége a légkörben lecsökkent, míg interglaciálisok előtt megnőtt. Ezen kívül szerepe van a légköri áramlatoknak (melyek helyenként hideg klímát hozhatnak létre, illetve ezek szállítják a csapadékot a hideg területekre), a magashegységeknek, vagy például a vulkanikus tevékenységnek (amely annyi gázt juttathat a Föld légkörébe, hogy azzal megváltoztatja annak összetételét, no meg annyi vulkáni port és hamut, ami lecsökkenti a földfelszínre érkező napsugárzást).

A csillagászati okok közül a legfontosabbak a Föld pályaelemeinek változásai a Naprendszerben, amelyek azt határozzák meg, hogy mennyi és milyen intenzitású a Napból a Földre érkező sugárzás. Ezek a pályaelem-változások szabályosan váltakoznak, a hatásukra kialakuló ciklusokat az ezeket leíró szerb matematikus-csillagász után Milanković ciklusoknak nevezzük. Lehetséges, hogy hatással van a földi klímára a Naprendszernek a Tejútrendszerben való keringése is, amely során 250 millió évente keresztezzük a galaxis spirális karjait, melyekben a csillagközi por és gázok sűrűsége nagyobb és ez elnyeli a Napból a Földre érkező sugárzás egy részét. A jégkorszakok kialakulásának további Földön kívüli hatása lehet még a naptevékenység intenzitásának változása, vagy a különböző égitestek becsapódása a Földbe, melyek a vulkáni tevékenységhez hasonlóan nagy mennyiségű port és gázt juttathatnak a Föld légkörébe.

Mai tudásunk szerint a Föld életében eddig legalább öt nagy jégkorszak volt, de egyesek szerint lehet, hogy hét. A bizonytalanság abból adódik, hogy minél messzebbre megyünk vissza a földtörténetben, annál kevesebb bizonyítékunk van. Nem csupán jégkorszaki, hanem bármi egyéb geológiai is, hiszen minél távolabb vagyunk a mától, annál több földtani hatás érte az akkor képződött kőzeteket, így annál kevesebb őrződött meg közülük máig. Ráadásul a helyzetet bonyolítja az is, hogy gleccserek még a jégmentes periódusokban is léteztek a magashegységekben – hiszen ma is megtalálhatóak még a trópusokon is –, így ezek nyomainak helyes értékelése különös odafigyelést kíván.

A legidősebb eljegesedés körülbelül 2,9 milliárd évvel ezelőtt, a középső-archaikumban lehetett. Ez az egyik legbizonytalanabb jégkorszak, mivel nyomait csupán dél-afrikai mélyfúrásokból ismerjük. A nagyjából 2,4 milliárd évvel ezelőtti, paleoproterozoikumi jégkorszakról már jóval több bizonyítékkal rendelkezünk: Észak-Európából és Észak-Amerikából is ismertek egyértelműen eljegesedéshez kapcsolódó jelek (tillitek, varvitok, gleccserek nyomai). Ezután azonban nagyon hosszú ideig, körülbelül másfél milliárd évig (2,3–0,75 milliárd között) nem ismerünk eljegesedésre utaló jeleket, bár a kutatók feltételezik, hogy ebben a periódusban is voltak jégkorszakok, csak épp nem maradtak fenn máig a nyomaik.

A körülbelül 750–454 millió évvel ezelőtti időszak lehetett az eddigi leghidegebb a Föld életében.

Az ekkor lezajlott jégkorszak nyomait szinte az egész Földön megtalálhatjuk. A néhol egy kilométer vastag üledékes kőzetek jelzik rendkívüli kiterjedését mind térben, mind időben. Az eljegesedés az óceánokra is kiterjedt, ezért ezt az időszakot „Hógolyó Föld” néven is emlegetik. Korábban úgy gondolták, hogy az egész bolygót hó és jég borította, de ezt ma már a legtöbb kutató elveti. Sokkal valószínűbb, hogy több, időben és térben elkülönülő, regionális központban történtek az eljegesedések. Az viszont szinte biztos, hogy ez a jégkorszak óriási változást okozott az élővilágban: az addig egyeduralkodó, korábban kékmoszatoknak nevezett cianobaktériumok visszaszorultak, megjelent a tengerfenéken élő Ediacara fauna és ez vezetett az úgynevezett kambriumi fauna-robbanáshoz.

A következő jégkorszak az úgynevezett Szaharai eljegesedés volt, amely körülbelül 440 millió évvel ezelőtt, az ordovíciumban zajlott. Nevét onnan kapta, hogy nyomait csak Észak-Afrikából ismerjük, ott viszont gyönyörű tilliteket, varvitokat és vándorköveket találtak. Ez az első olyan jégkorszak, amelynek üledékeiből a jelenleg zajló eljegesedéshez hasonló ciklusosság, glaciálisok-integlaciálisok váltakozása figyelhető meg.

Körülbelül 374 millió évvel ezelőtt egy kisebb, lokális eljegesedés volt a Gondwana őskontinens nyugati peremén, melynek nyomait ma Dél-Amerikában lehet kutatni, majd nem sokkal később egy hosszú idejű lehűlés következett be: a körülbelül 350–250 millió évig tartó permo-karbon jégkorszak, mely nevét azokról a földtani időszakokról kapta, melyekben jelen volt.

És végül a hetedik eljegesedés a ma is tartó jégkorszak, a körülbelül 55 millió évvel ezelőtt kezdődött, kainozoikumi eljegesedés. Mivel időben ez van hozzánk legközelebb, erről maradt meg a legtöbb bizonyíték, ezt ismerjük a legjobban. Az 55 millió évvel ezelőtti lehűlést egyrészt a kontinensek magasabb szélességi körökre való eltolódása, részben ehhez kapcsolódóan az óceáni áramlatok megváltozása, és a magashegységek (Himalája, Andok, Sziklás-hegység) kiemelkedése okozta. Az Antarktiszon már körülbelül 44 millió évvel ezelőtt megjelentek az első gleccserek, míg az Arktisz környékén csak körülbelül 14 millió éve (bár egyes adatok arra utalnak, hogy kisebb, lokális centrumok már ott is lehettek jóval korábban).

Mindezekből látható, hogy a Föld klímája egész eddigi élete során változott. Amíg nem élt ember a Földön, addig is voltak lehűlések, jégkorszakok és felmelegedések, jégtől mentes periódusok. A jelenleg zajló felmelegedést pusztán természeti okokkal magyarázó klímaszkeptikusok is folyamatosan ezt hangoztatják. Azt azonban nem szabad elfelejteni, hogy a jégmagok vizsgálatából ma már tudjuk, hogy a glaciálisok és interglaciálisok váltakozásának egyik fő oka az üvegházgázok mennyiségének változása. Ezeknek a mennyisége pedig az ipari forradalom óta egyre gyorsuló ütemben nő, és ez döntően nekünk, embereknek köszönhető.

A probléma ezzel nem „csak” az, hogy a Föld természetes klímaritmusát esetleg felborítjuk és a körülbelül 5 ezer év múlva időszerű glaciális elmarad, vagy a jégsapkák elolvadnak és véget ér a jelenleg zajló jégkorszak, hanem az is, hogy mindez a változás olyan gyors ütemben zajlik, amelyhez az élővilág már nem tud alkalmazkodni. Ez pedig azt okozhatja, hogy a földi kihalások sorában a jelenleg is zajló lesz a legnagyobb.