istider

Kvartærtidens nedisninger skyldes bl.a. den geologiske udvikling i Tertiærtiden: Den alpine bjergkædefoldning, lukning af Panamastrædet og åbningen af det nordlige Atlanterhav samt isolering af Antarktis betød en radikal ændring af oceanernes cirkulationsmønster. De tidligere circumækvatoriale havstrømme afløstes af strømme rundt om Antarktis og indstrømning af arktiske vandmasser i Nordatlanten fra Polarhavet. Opskydning af bjergmassiver i Europa (Alperne), Asien (Himalaya) og Amerika (Andesbjergene, Rocky Mountains) påvirkede atmosfærens cirkulation, især jetstrømmene, der i stor højde blæser mellem kolde og varme luftmasser.

Jordens varmehusholdning ændredes derfor gradvis gennem Tertiær; atmosfærens høje indhold af bl.a. kuldioxid faldt, hvilket medførte en reduceret drivhuseffekt. Disse forhold betød en global nedkøling med dannelsen af det antarktiske isskjold til følge. Hævning på flere kilometer af de nedslidte fjeldkæder i Skandinavien og Østgrønland og sænkning af den globale glaciationsgrænse betød, at fugtige oceaniske luftmassers nedbør kunne omdannes til gletsjeris på de nordlige mellembreddegrader, mellem 60° og 70°, der er særlig følsomme for nedisning.

Den samlede effekt af udviklingen i Sen Tertiær kan ikke alene have fremtvunget Kvartærtidens hurtige skift fra istider til mellemistider. Teorien om ændringer af Jordens bane om Solen som mekanismen, der udløste de periodevise og hurtige klimaskift, såkaldte Milanković-cykler, blev genfremsat i 1976. Mekanismen er, at Jordens bane om Solen varierer fra næsten cirkelformet til en lidt mere elliptisk bane med perioder på 400.000 og 100.000 år, hvilket giver ophav til små ændringer i den mængde solstråling, som Jorden modtager. Andre faktorer omfatter skift i jordaksens hældning, der optræder med en periodicitet på 41.000 år, samt rotation af jordaksens retning med frekvenser på 19.000 og 24.000 år. Dette medfører en regelbunden ændring af indstrålingen fordelt på årstider og breddegrader. Nedisningerne synes i de sidste knap 1 million år at være styret af omløbsbanens 100.000-års cyklus; men også de korterevarende orbitalt bestemte indstrålingsændringer har haft betydning for opbygning og afsmeltning af iskapper især i den tidlige del af Kvartær.

De seneste store nedisninger begyndte for 2-3 millioner år siden og medførte en ændret fordeling af land og hav, klimazoner og plantebælter. Analyser af iltisotoper (¹⁶O/¹⁸O) i dybhavsborekerners mikrofossiler og i iskerner fra Indlandsisen viser, at store mængder fordampet havvand periodevis var bundet i isskjoldene. Idet de antarktiske gletsjere kælvede i havet, forhindredes yderligere vækst af ismasserne, derfor foregik opbygning af indlandsis næsten udelukkende på den nordlige halvkugle. Under hver af de sidste syv nedisninger er der sket en langsom og ujævn, men vedvarende vækst af is, der blev afløst af hurtig afsmeltning, en udvikling, der synes styret af orbitalkræfternes indstrålingsændringer. Fra kælvende gletsjere søsattes med stor frekvens isbjerge ud i oceanerne, hvilket bragte uorden i havstrømmene.

Den nordatlantiske cirkulation, der fordeler kolde og varme oceaniske vandmasser og medvirker til vind- og lufttryksystemernes kurs på vore breddegrader, blev udsat for en nærmest kaotisk påvirkning af isbjerge og smeltevand, hvilket bidrog til opretholdelse af en vedvarende instabilitet i istidsklimaet. Oceanernes overfladetemperatur blev reduceret fra 10 °C til 8 °C. Store dele af kontinenterne oplevede et temperaturfald på mellem 4 °C og 10 °C på årsbasis, og da der samtidig skete en omfordeling af nedbørsmængden, medførte det en vækst af tørkeprægede områder. Udstrækningen af de tempererede og subtropiske klima- og plantebælter mindskedes, og flora og fauna forarmedes; mange arter døde ud, mens nye kom til, fx mennesket. Opbygning af indlandsis betød et globalt havniveaufald, og lavvandede dele af kontinentalsoklen blev tørlagt.

Under den sidste istid, Weichsel-istiden, 115.000-10.000 år før nu, var faldet i havniveauet 120 m svarende til 40 millioner km³ is, hvoraf det skandinaviske isskjold bidrog med ca. 20 %. I Danmark udgør de isdækkede perioder omkring 20 procent af tiden. I det resterende tidsrum herskede den tundralignende skovløse mammutsteppe, mens Indlandsisen lå i det øvrige Skandinavien. Kun under mildningsperioder, interstadialer, nåede sommerens middeltemperatur over 10-12 °C, hvorved en åben vegetation af pionerarter af træer og buske kunne indvandre. Arktiske havområder var begrænset til de dybeste dele af Kattegat og Skagerrak, mens Østersøområdet periodevis var en ferskvandssø, delvist opdæmmet af isen.

Den langt senere såkaldte lille istid er ingen rigtig istid; betegnelsen dækker en kuldeperiode, der med lokale variationer og ikke helt faste definitioner faldt i tiden mellem ca. 1315 og ca. 1920.