IJstijd
Een ijstijd of glaciatie is een geologisch tijdvak waarin vergletschering voorkomt. Aangezien er gletschers liggen op bijvoorbeeld Groenland of Antarctica, leven we tegenwoordig in een ijstijd. Men neemt aan dat dit in de de gehele geologische geschiedenis van de Aarde minstens vijf maal het geval is geweest, waarvan eenmaal zelfs zo sterk dat de ijskappen van de polen vrijwel tot aan de evenaar waren opgerukt. Men spreekt in dit verband dan ook van de Sneeuwbal Aarde — een niet-onomstreden theorie.
Vaak wordt het begrip "ijstijd" verward met de term "glaciaal". Een glaciaal is een periode waarin het klimaat op Aarde aanzienlijk kouder was dan tegenwoordig en waarin grote delen van de continenten, in ieder geval die op het noordelijk halfrond, met landijs en gletsjers waren bedekt. Tijdens een ijstijd wisselen warmere (interglacialen) en koudere (glacialen) perioden elkaar af. We bevinden ons op het moment in het tijdperk Holoceen, dat als een interglaciaal gezien kan worden. Vaak bedoelt men, als men het heeft over 'de ijstijd' of 'de ijstijden', de glacialen in het Pleistoceen, dat wil zeggen in de laatste 2,6 miljoen jaar.
Inhoud |
[bewerk] Onderverdeling van glacialen
Omdat glacialen zelf (zeker in Nederland, waar vrijwel geen harde gesteenten dagzomen zodat de bodem door gletschers "omgeploegd" wordt) de sporen van eerdere glacialen vrij efficiënt uitwissen, is het meeste bekend over de laatste glacialen. Van een aantal van de eerdere glacialen zijn in Nederland nauwelijks sporen te vinden: als een tijdlang geen geologische afzetting plaatsvindt of als bestaande sedimentlagen weer weg-eroderen, gaat het geologisch bodemarchief belangrijke hiaten (gaten) vertonen. In de nieuwste visies, gebaseerd op het bovenvermelde onderzoek, zijn er in de afgelopen 1.500.000 tot 2.000.000 jaar 15-18 cycli geweest van elk ongeveer 100.000 jaar, waarvan telkens ongeveer 80.000 jaar glaciaal en ongeveer 20.000 jaar interglaciaal is.
De, in vergelijking met nu, iets koudere periode van de 15e tot halverwege de 19e eeuw wordt wel de kleine ijstijd genoemd. In deze tijd waren de winters wel strenger maar is er geen sprake geweest van oprukkend landijs van betekenis.
Maar ook tijdens een glaciaal was het zeker niet continu zeer koud. Er waren perioden waar het landijs oprukte en perioden waarin het landijs en de gletsjers zich terugtrokken. Een korte periode in een ijstijd waarin het relatief koud was, wordt een stadiaal genoemd. Een korte periode in een ijstijd waarin het relatief warm was, wordt een interstadiaal genoemd.
[bewerk] Klimaatreconstructies
Uit reconstructies van de gemiddelde temperatuur, verricht volgens verschillende, van elkaar onafhankelijke, wetenschappelijke methoden (onder andere analyse van de gelaagdheid en de samenstelling van de ijskappen van Groenland en Antarctica, en analyse van isotopenverhoudingen van 16O/18O in onverstoorde sedimentlagen op de bodem van de oceaan), blijkt dat er geregeld perioden zijn geweest waarin er een zeer grote hoeveelheid water in ijskappen gebonden was (glacialen), steeds gevolgd door een fase waarin in (geologisch gezien) zeer korte tijd een aanzienlijke opwarming optrad en waarbij die ijskappen grotendeels wegsmolten (interglacialen). Deze episoden doen zich met een cylische regelmaat voor, met onder andere twee periodelengtes van 40.000 en 100.000 jaar.
Het klimaat op Aarde wordt beïnvloed door vele factoren, zoals de intensiteit van de zonnestraling, de ligging van de continenten, de continentverplaatsingen, de zeestromen, de bedekking van het land door vegetatie, het weerkaatsingsvermogen van het aardoppervlak, de aanwezigheid van wolken in de atmosfeer, de chemische samenstelling van de atmosfeer en vele kleine andere factoren.
[bewerk] Oorzaken glacialen
De Servische wiskundige Milutin Milanković beschreef begin vorige eeuw veranderingen in de orientatie van de Aardas en omloopbaan van de Aarde, naar Milanković worden deze afwisselingen wel Milankovitch cycli genoemd. In de jaren 70 werd door onder andere de klimatologen J. Imbrie, J.D. Hays en N.J. Shackleton bewijs gevonden dat het klimaat op Aarde aan de hand van deze Milankovitch cycli verandert. Een belangrijkste externe factor voor het voorkomen van de Pleistocene afwisseling van glacialen en interglacialen wordt de hoeveelheid instraling van de Zon op het noordelijk halfrond gezien. Deze instraling varieert aan de hand van de Milanković cycli. Er zijn drie dergelijke cycli:
- de precessie van de aardas, die ervoor zorgt dat het deel van het jaar waarin het noordelijk halfrond naar de Zon gericht is (zomer op het noordelijk halfrond), varieert
- de verandering van de hoek van de Aardas ten opzichte van de omloopbaan
- veranderingen in de excentriciteit van de Aardbaan
Als de Aardas een grote hoek ten opzichte van de omloopbaan maakt en/of de Aarde dichtbij de Zon is in de noordelijke zomer, dan zullen de seizoenen op het noordelijk halfrond sterker zijn. Als de Aardas een kleine hoek ten opzichte van de omloopbaan maakt en/of Aarde in de noordelijke winter dichtbij de Zon is, zijn de seizoenen zwakker. De excentriciteit van de Aardbaan beïnvloedt vooral de mate waarin de precessie van belang is.
Glacialen treden op als de seizoenen op het noordelijk halfrond zwak zijn: in de warme winters is er meer sneeuw, en in de koele zomers zal daarvan minder smelten. Derhalve neemt de sneeuw- en ijskap op het noordelijk halfrond toe. Bovendien versterkt dit effect zichzelf: door het grotere weerkaatsingsvermogen van de ijskap, warmt de regio nog minder sterk op.
Zwakke seizoenen op het zuidelijk halfrond hebben veel minder effect, omdat Antarctica koud genoeg is om ook buiten de glacialen met ijs bedekt te zijn (en dat al ettelijke miljoenen jaren is, sinds de Straat Drake tussen Antarctica en Zuid-Amerika zich vormde), terwijl de zeeën rond Antarctica weinig mogelijkheden tot ijsvorming geven (de Noordelijke IJszee is minder zout en kent minder stroming, en kan daardoor wel gedeeltelijk bevriezen). Rond de Noordpool liggen grote continenten waardoor het zeeijs niet ver hoeft uit te breiden om opnieuw land te bereiken (in wintertijd). Zeeijs bouwt minder makkelijk op en smelt sneller dan landijs (het heeft een lager vriespunt).
Hoe bovengenoemde factoren precies met elkaar verband houden is niet duidelijk. Met behulp van klimaatmodellen wordt door wetenschappers een reconstructie van het klimaat en de klimaatveranderingen in het verleden gemaakt. Alhoewel er een zekere consensus bestaat onder wetenschappers, zijn er nog vele onzekerheden en tegenstrijdigheden in dit onderzoek.
[bewerk] Vier glacialen
De volgende vier 'recente' glacialen (vaak "ijstijden" genoemd) worden onderscheiden:
- de Günz- of Cromer-glaciaal, die ongeveer 600.000 jaar geleden begon en 540.000 jaar geleden eindigde,
- de Mindel- of Elster-glaciaal, die ongeveer 480.000 jaar geleden begon en 370.000 jaar geleden eindigde,
- de Riss- of Saale-glaciaal, die ongeveer 240.000 jaar geleden begon en zo'n 180.000 jaar geleden eindigde,
- en de Würm- of Weichsel-glaciaal, die 70.000 jaar geleden begon en 10.000 jaar geleden eindigde.
De warmere periodes (interglacialen) tussen deze glacialen worden de Cromerien, het Holsteinien, en het Eemien genoemd.
[bewerk] IJsbedekking in Nederland
Tijdens het voorlaatste glaciaal (Saale- of Riss-glaciaal) bereikte het landijs uit Scandinavië in twee stadia het noordelijke gedeelte van Nederland.
Tijdens het Amersfoort-stadium bereikte het ijs zijn maximale uitbreiding en kwam het tot ruwweg de lijn Haarlem - Amersfoort - Nijmegen.
De terugtrekking van het ijs ging niet vloeiend. Er waren perioden dat de terugtrekking van het ijs soms helemaal tot stilstand kwam. Eén van deze perioden was tijdens het zogenaamde Drenthe-stadium. De grens van het landijs lag toen in het noorden van Nederland op de lijn Emmen - Hoogeveen - Gaasterland - Wieringen - Texel. Op deze plaatsen werden lagere morenes gevormd.
[bewerk] Landschapsvormen samenhangend met de landijsbedekking
De landijsbedekking heeft vele sporen achtergelaten. Deze sporen kunnen worden vergeleken met sporen van huidige gletsjers en landijs in bijvoorbeeld Zwitserland, IJsland en Groenland. Zo weten we meer over hoe ze gevormd zijn. Bij landijs vinden we vooral morenes (met zwerfstenen), stuwwallen, puinzandwaaiers en glaciale bekkens. Deze structuren komen in noordelijk Nederland veel voor.
Gletsjers en landijs vervoeren puin. Na afsmelten van het ijs vormt dit de grondmorene, bestaande uit keileem. In deze keileem vinden we zeer grote zwerfstenen. Zo ontstonden onder andere de Hondsrug, en de heuvels Lemelerberg, Haarlerberg, Friezenberg, Markelose berg, Lochemerberg, Hettenheuvel, en de heuvels van Montferland.
Vaak ook stuwde de schuivende ijsmassa de bodem op, zodat stuwwallen ontstonden. Deze vinden we vooral op de Veluwe, de Utrechtse Heuvelrug en bij Nijmegen. Aan de geplooide lagen is duidelijk te zien dat dit oorspronkelijk horizontaal liggend materiaal is geweest.
Het verschil tussen een morene en een stuwwal is dan ook het materiaal waar ze uit bestaan: morenes bestaan uit keien en keileem en stuwwallen bestaan uit gestuwde, oudere grondlagen. De Torenberg ten noordwesten van Apeldoorn is met 107 meter +NAP de hoogste stuwwal van Nederland.
Een mooi voorbeeld van een morene landschap is de omgeving van Lichtenvoorde: zwak golvend en vol zwerfstenen van Scandinavische oorsprong.
[bewerk] Landschapsvormen uit het laatste glaciaal
Tijdens het laatste glaciaal (Weichsel of Würm) was Nederland niet met landijs bedekt. De meest zuidelijke uitbreiding van het landijs was net ten noorden van Sleeswijk-Holstein.
In Nederland heerste een toendraklimaat. De wind had vrij spel en er werd op grote schaal dekzand afgezet, wat soms ruggen vormde. Ook werden gedurende het laatste deel van deze koude periode de rivierduinen of donken gevormd. Wie zich het landschap in Nederland in een glaciaal wil voorstellen kan niet zonder meer ter vergelijking kijken naar streken die nu dicht bij de pool liggen: ook in een glaciaal kon de zon hier 's zomers hoog aan de hemel staan; de dag-nachttemperatuursvariatie zal veel groter zijn geweest.
Door het (terug trekkende) landijs werden er ook veel pingo's gevormd. De overblijfselen hiervan heten pingoruïnes. Ze zijn herkenbaar als meertjes of vennetjes. In bijvoorbeeld Drenthe liggen tal van kleine meertjes die soms erg diep zijn. Ze liggen op het plateau van Midden-Drenthe en vormen de gletsjerkommen van Smilde, Dwingeloo, Gieten, Grolloo, Hooghalen, Orvelte, Gees, Appelscha, Mekelermeer en het Esmeer. Ook op de Veluwe komen pingoruïnes voor, bijvoorbeeld het Uddelermeer
[bewerk] Grondsoorten in Nederland en België die afgezet zijn in de laatste glacialen
Het landijs bedekte Noord-Nederland, vandaar dat we in onder andere Drenthe reusachtige zwerfstenen (nu vaak in hunebedden) vinden. Het glaciale zand, afgezet door het ijs, bevat keien en heet keileem. Keileem treft men aan op Texel, in de Waddenzee, in Friesland, in Groningen, in Drenthe en op de Veluwe.
Niet door het ijs afgezet, maar wel afgezet gedurende het laatste glaciaal (Weichselien), is löss. Dit is door de wind aangevoerd fijnkorrelig materiaal en wordt in Zuid-Limburg en Midden-België aangetroffen.
In grote delen van Nederland is door de wind ook het dekzand afgezet. Dit is een enkele meters dik zandpakket dat als het ware een soort afdekking vormt. Het komt voornamelijk voor in het midden, zuiden en oosten van Nederland. Ook de donken, die in het rivierengebied voorkomen, stammen uit deze periode.
[bewerk] Landschapsvormen buiten Nederland en België
Enkele feiten:
- In de Alpen zijn vele (U-vormige) dalen gevormd door uitslijping door gletsjers.
- Bij gletsjers in berggebieden vinden we karen en kartrappen (door gletsjers afgeslepen bergwanden en kammen), trogdalen en hangende dalen. Deze structuren komen in Nederland niet voor, maar uitsluitend in bergachtige gebieden.
- De fjorden in Noorwegen zijn door de landijsbedekking uitgeslepen.
- De Grote Meren in Noord-Amerika zijn gevormd tijdens de landijsbedekking in het laatste glaciaal.
[bewerk] Zeespiegelniveau
Gedurende de Pleistocene glacialen was het niveau van de zeespiegel veel lager dan tegenwoordig. Het zeewater was opgeslagen in de ijskappen die tot drie kilometer dik waren. Als gevolg hiervan stond de zeespiegel maximaal ongeveer 125 meter lager dan tegenwoordig. De Noordzee stond dus droog en mensen en dieren konden zich zonder probleem tussen het huidige Nederland en Engeland verplaatsen. Een bewijs voor het feit dat de Noordzee droogstond wordt geleverd door vissers die soms mammoetbotten in hun netten vangen.
Ook andere ondiepe zeeën stonden droog tijdens de glacialen. Zo stond de Beringstraat tussen Siberië en Alaska droog, en waren ook Tasmanië en Australië met elkaar verbonden.
[bewerk] IJstijdrelicten
IJstijdrelicten zijn planten of dieren die gedurende de glacialen de grootste uitbreiding van hun areaal hadden, en die nu nog steeds daarom hier voorkomen. Sommige plassen worden bewoond door dieren die de koudere periode overleefd hebben, bijvoorbeeld een klein kreeftje (Eurycercus glacialis) dat verder alleen op Groenland voorkomt, en de geelgerande watertor, die ook in Lapland leeft. Van de planten uit het Weichselien vinden we de Zweedse kornoelje, de zevenster en het Linnaeusklokje in Nederland.
[bewerk] Mensen in het Pleistoceen
De eerste mensen en aapmensen leefden al voor het begin van het Pleistoceen in Afrika. Gedurende halverwege het Pleistoceen kwamen de eerste mensen naar Europa. Bekende vindplaatsen van sporen van mensen zijn de Balkan, Frankrijk en Spanje.
Ten tijde van het Pleistoceen heeft de mens van Heidelberg de Aarde bewoond.
De Neanderthalers leefden tot zo'n 40.000 jaar geleden in Noordwest Europa.
De mens van Sternheim zwierf over de Aarde tijdens het Saalien. We weten iets over hem door de gevonden overblijfselen van de voorwerpen die ze maakten en de overblijfselen van hun eigen beenderen.
De eerste sporen van de moderne mens in Nederland zijn gedateeerd op het eind van het laatste glaciaal. Nederland werd toen bevolkt door de rondzwervende, jagende mensen van de Hamburgcultuur.
In Siberië werden in 2003 ruim boven de poolcirkel door Russische archeologen resten gevonden van menselijke jagers (bewerkte stenen, botten van gejaagde dieren en gesneden mammoetivoor) die betrouwbaar op 30.000 jaar oud lijken te kunnen worden gedateerd en die stammen uit een periode in het laatste glaciaal waarin het tijdelijk wat warmer was; mogelijk hebben deze mensen Amerika al gekoloniseerd.
