Ledeno doba
Ledena doba važan su deo Zemljine prošlosti u kojem su nastali mnogi reljefni oblici, biljne i životinjske vrste, a naposletku tada se pojavljuje i čovek. U ono vreme ledena doba imala su uticaj i važnost za čovekov život, uzrokovala su migracije te rasprostranjenost živog sveta kakvog mi danas poznajemo.
Neposredno nakon ledenih doba oblikovali su se klimatski pojasevi poput današnjih.
Danas se led nalazi u glečerima planinskih predela ili u ledenim pokrivačima na severnom i južnom polu.
Tokom geološke prošlosti poznata su razdoblja za vreme kojih je dolazilo do zaleđivanja kontinenata, glacijacije (stvaranja glečera) i naglog zahlađenja. Te promene su se kroz Zemljinu prošlost dogodile nekoliko puta i poznate su pod nazivom ledena doba.
Smatra se da su prva ledena doba, tačnije njih tri, nastupila u prekambriju (pre 940–615 milijuna godina). Zatim je usledilo ledeno doba u devonu (pre oko 400 miliona godina), te u gornjem karbonu i permu (otprilike pre 295 miliona godina). Tragova tih starih leđenja ima vrlo malo, ali neki su ipak pronađeni u Africi, Aziji, Severnoj Americi i Australiji.
Na tim područjima pronađeni su tiliti (više ili manje povezan morenski materijal) koji su bili naneseni u višim predelima, ali su u kasnijim razdobljima pomereni mnogim geološkim promenama.
Po prostornom rasporedu naslaga tilita može se potvrditi već spomenuta činjenica kako su one na ta područja stigle pomeranjem kontinenata ili drugim složenim geološkim procesima. Poznato je, naime, kako na nekima od tih područja danas vlada vrlo topla ili čak tropska klima, te kako na njima nema tragova novijeg ledenog doba. Pod novijim ledenim dobom smatra se ono iz pleistocena.
Vremenom su nastale mnoge teorije ili grupe teorija o nastanku ledenih doba.
Prva grupa bila je ona koja je uzroke ledenih doba tražila u svemiru, Suncu i međusobnom položaju Zemlje i Sunca. Jedna od teorija iz ove grupe bila je da prostor kroz koji je putovao Sunčev sistem nije uvek bio jednake temperature i da je do razlika u temperaturi došlo zbog gasova i prašine u pojedinim područjima. Tu teoriju podupiru i neka savremena naučna dostignuća. Druga teorija bila je da je Sunce promenljiva zvezda koja u nekim razdobljima isijava više, a nekim manje toplote. Još jedna od teorija bila je kako je za tako drastične klimatske promene bilo odgovorno premeštanje Zemljinih polova.
Druga grupa teorija je uzroke ledenih doba tražila na samoj Zemlji. Jedni su smatrali da je do ledenih doba došlo zbog promene smera strujanja toplih, a posebno hladnih morskih struja. Drugi su pak smatrali kako poreklo ledenih razdoblja leži u promeni visine kontinenata što je uticalo na pravac vetrova i padavina.
Pristalice treće grupe teorija smatrali su kako se uzrok ledenih doba krije u Zemljinoj atmosferi. Pretpostavljaju kako atmosferski uslovi mogu drastično uticati na rast i pad temperature. Posebno važnu ulogu ima količina ugljen-dioksida i prašine u atmosferi. Smanjenjem količine ugljen-dioksida snizila bi se temperatura na Zemljinoj površini, dok bi povećana količina čestica prašine otežavala dolazak Sunčevih zraka do Zemlje i tako smanjila temperaturu unutar atmosfere.
Sve navedene teorije vrlo su stare (nastale su uglavnom u 19. veku) i većina njih je u potpunosti odbačena. Ipak, sve teorije, pa i one koje se još uvek smatraju mogućima sadrže u sebi mnoge nelogičnosti i ne daju nam odgovore na velik broj pitanja.
Sedamdesetih godina 19. stoljeća i hrvatski geolog Gjuro Pilar, profesor geologije na tadašnjem Mudroslovnom fakultetu izneo je svoju teoriju o postanku ledenih doba. Prema njoj su uzroci glacijacije prvenstveno povezani s periodičnom perturbacijom, tj. narušavanjem pravilnog kretanja Zemlje. Po Pilaru, glavni činilac koji je uticao na uspostavljanje glacijacije bio je vazduh, odnosno promene energije vetrova kao posledica ovih perturbacija.
O tačnosti ove teorije, kao u ostalom i svih drugih teorija može se diskutovati i pitanje je hoće li se pravi razlozi ledenih doba ikada biti utvrđeni sa sigurnošću.
Najpotpuniju teoriju, koja poslednjih godina dobija sve snažniju podršku u merenjima izotopskog sastava geološkog materijala, izneo je 1920. godine Milutin Milanković, tada profesor primenjene matematike na Beogradskom univerzitetu. Prema Milankovićevoj teoriji, do pojave ledenih doba dolazi zbog precesije Zemlje, pri čemu se ugao ose rotacije Zemlje znatno menja u odnosu na ravan njene orbite oko Sunca. Zbog male promene ugla menja se i osunčanost Zemljine površine, te leta periodično postaju malo hladnija, a zime isto toliko toplije. Na geografskoj širini od 60 stepeni to je dovoljno da se zimski snegovi tokom leta ne istope potpuno, a istovremeno da u neznatno toplijim zimama bude više padavina. Kumulativni efekat je da se snegovi sa vrhova planina polako spuštaju u doline, i vremenom potpuno prekriju veliki deo umerenog klimatskog pojasa. Normalno, pojava je mnogo složenija, jer se istovremeno sa precesijom Zemlje neznatno menja i njena orbita oko Sunca, pa opažena periodičnost pojave ledenih doba nije tako jednostavna. Veličina "Milankovićevog efekta" zavisi i od razlike najmanjeg i najvećeg rastojanja Zemlje od Sunca. Godine 1999. pokazano je da varijacija izotopskog sastava kiseonika u sedimentima na dnu okeana zaista sledi Milankovićeva predviđanja (Rial JA., Pacemaking the ice ages by frequency modulation of Earth's orbital eccentricity, Science, vol. 285, p. 564, 23 July 1999).
Poslednje ledeno doba nastupilo je u ne tako davnoj geološkoj prošlosti, tačnije u kvartaru—pre otprilike 2 miliona godina. Svoj je vrhunac doživelo u pleistocenu, koji se deli na glacijale i interglacijale. Glacijali su bili ledena razdoblja u kojima se kontinentalni led širio daleko na jug, te se uporedo s tim snežna granica spuštala mnogo niže nego što je danas.
U kvartaru je ukupno bilo pet glacijala, i to hronološkim redom :
- 1. Donau, 2. Ginc, 3. Mindel, 4. Ris i 5. Virm.
Ti glacijali su imena dobili po rekama u području Alpa (Günz, Mindel i Riss) te jezeru Würm. Donau je dobio ime po rijeci Dunav, ali postojanje tog glacijala je pod znakom pitanja.
U Sjedinjenim državama su bila četiri glacijala i to redom:
- 1. Nebraskan, 2. Kanzas, 3. Ilinios i 4. Viskonsin.
U Nemačkoj su bila samo tri glacijala, koji su takođe dobili imena po rekama:
- 1. Elster, 2. Sale i 3. Vajksel.
Službeni i opšte prihvaćeni nazivi glacijala su oni koji potiču od naziva alpskih reka, dok se ostali nazivi koriste na lokalnom nivou (Nemačka, SAD) za imenovanje glacijala koji su na tom području trajali približno paralelno s alpskim glacijalima. Glacijali su bili različitog trajanja i isto tako različitog intenziteta. To isto vredi i za svaki interglacijal. Interglacijali su bila razdoblja između dva glacijala u kojima je temperatura bila viša, a led se povlačio u visoke severne predele. Neki naučnici tvrde kako mi živimo u jednom takvom razdoblju, te kako će nakon određenog broja godina ponovno nastupiti glacijal.
Budući da je poslednje ledeno doba bilo u srazmerno bliskoj prošlosti (u odnosu na ostala), mnogim istraživanjima utvrđen je manje-više tačan prostor koji je bio prekriven ledom.
U Severnoj Americi led se širio u blizini Hadsonovog zaliva i prekrivao celu istočnu Kanadu, [Nova Engleska|Novu Englesku] i velika prostranstva Srednjeg zapada (područje država Ilinois, Indijana, Ajova, Kanzas, Mičigen, Minesota, Misuri, Nebraska, Severna Dakota, Južna Dakota, Ohajo i Viskonsin). Ledeni pokrivač na tom prostoru bio je prosečne debljine oko 1500 metara.
Drugi ledeni pokrivač na tom kontinentu širio se iz centra koji se nalazio u kanadskim Rokijima i drugim visokim krajevima na zapadu Severne Amerike. Prekrivao je delove Aljaske, celu zapadnu Kanadu te delove država Vašington, Ajdaho i Montana. U Evropi se led širio iz centra koji se nalazio u Skandinaviji i na Baltiku. Prekrivao je Škotsku, najveći deo Britanskih ostrva, Dansku, Finsku i velika područja severne Nemačke, Poljske i Rusije. Manja ledena kapa kojoj je centar bio u Alpima prekrila je Švajcarsku te delove Austrije, Italije i Francuske.
Osim na dva već spomenuta kontinenta, led je bio prisutan i na većini ostalih, ali u manjim količinama. Ledene površine prekrivale su Argentinu do 40° južne geografske širine, delove Novog Zelanda, a takođe i područja Himalaja i Kamčatke u Aziji. Jedino u Africi nisu zabeleženi tragovi poslednjeg leđenja.
Sveukupno, za vreme poslednjeg ledenog doba, led je prekrivao 24 miliona kvadratnih kilometara Zemljine površine koja je danas bez leda. Samo na evropskom kontinentu ležalo je u to doba 70 miliona kubnih kilometara leda.
Da bi se stvorile tako velike količine leda, toliko je vode izašlo iz okeana da se nivo svetskog mora spustio za oko 180 metara. Zbog toga su mnoga današnji ostrva bila sastavni deo kopna (npr. Britanska ostrva). Na prostorima morskih prolaza nastale su prevlake koje su bitno uticale na rasprostranjenost životinjskih vrsta i čoveka.
Raspored kontinenata i okeana u kvartaru bio je gotovo identičan današnjem. Razlike su bile jedino u klimi i visini reljefa. Na njih su delovali mnogi geološki procesi (npr. tektonskim promjenama sve današnje planine postižu današnju visinu). No najvažnije promene, posebno klimatske, vezane su za pojavu ledenih doba. Klimatske promene znatno su uticale na rečne sisteme. Smene toplih i hladnih razdoblja odražavala je tekuća voda. Povremeno bi imala veću snagu zahvaljujući kojoj je erodirala (razarački delovala na) tlo te tako povećala svoje korito. To se događalo za vrijeme interglacijala, dok bi za vrijeme glacijala, kada bi većina tekuće vode prešla u led, imala snagu koja je bila dovoljna samo za odnošenje raznog materijala koji se do tada taložio u rečnim dolinama. Za vreme glacijacije, iznad velikih, ledom prekrivenih kontinentalnih prostora formiralo se dugotrajno polje visokog atmosferskog pritiska, anticiklona, a putanje vlažnih okeanskih vazdušnih masa potisnute su prema jugu. To je uspostavilo, u područjima koja nisu bila pod direktnim uticajem severnih ledenih pokrivača, izrazito vlažna razdoblja—pluvijale. Neka od tih područja, za ledenog doba bogata padavinama, danas su velike pustinje. Takođe, smena toplih i hladnih razdoblja uzrokovala je i povremeno širenje i povlačenje ledenih pokrivača i pojedinačnih glečera. To je doprinelo stvaranju brojnih reljefnih oblika, te nakupljanju glacijalnih sedimenata (morene).
U Evropi najdeblje glacijalne naslage nalazimo u Nizozemski (i do 600 metara). Morenskog materijala takođe ima dosta u Sloveniji u Radovljiškoj kotlini, u Kranjskom i Sorškom polju, u Ljubljanskom polju te u dolini Soče. U Hrvatskoj je glacijalni materijal prisutan na Rujanskoj kosi i na Krasnom polju na Velebitu. U Bosni i Hercegovini ima ga u području brojnih planina kao što su Bjelašnica, Visočica, Čabulja, Velež, Šator, Troglav i dr. Morena ima i u Crnoj Gori na Durmitoru i Prokletijama, u Srbiji na Kopaoniku, Staroj i Suvoj planini, te u Makedoniji na planinama Šara i Korab.
Osim na ovim prostorima, glacijalni materijal nalazimo i na svim drugim mestima gde su bili prisutni pleistocenski ledeni pokrivači i glečeri.
Živi svet u ledeno doba najviše su obeležile promene. Životinje su često menjale stanište, tražeći bolje životne uslove. Te su seobe bile moguće za vreme glacijala kada se spuštao nivo mora te je bio otvoren put do ostrva ili čak drugih kontinenata. Zajednice živog sveta takođe su prolazile kroz mnoge evolucijske promene prilagođavajući se na taj način životnim uslovima.
Vegetacija karakteristična za ledena doba bila je tundra, koja je rasla uz ivične delove glečera i bila vrlo otporna na hladnoću. Vrlo česti bili su sobov lišaj i mahovine. Drveća u onakvom obliku kakvog danas poznajemo nije bilo. No postojala su ˝drvca˝—polegli patuljasti grmovi belih cvetova—sitnolistasta fresnica, te poleglo razgranato drvce do jedan metar visoko, gusto dlakavih grančica i sitnog, gotovo okruglog lišća—patuljasta breza. Podalje od ivica leda prostirale su se hladne stepe. To su biljne zajednice raznih vrsta trava, prošarane grmljem i retkim šumarcima. Protezale su se od istoka do zapada Amerike, te od francuske obale Atlantika preko srednje Evrope do dalekih krajeva istočnog Sibira. Još južnije nalazili su se različiti tipovi šuma u kojima su najzastupljeniji breza i bor. Osim te dve vrste bili su tu još i leska, brest, smreka, jasen, jela, grab, hrast, jova i lipa. Granice između navedenih vegetacijskih pojaseva nisu bile strogo određene već su se pomerale već prema tome da li je trajalo razdoblje glacijala ili interglacijala.
Životinje koje su naseljavale Zemljinu površinu tokom ledenog doba bile su vrlo zanimljive i neobične. U mnogobrojnoj grupi životinja posebno su se isticali sisari. Oni su u ledenom dobu bili rasprostranjeni u svim klimatskim pojasevima. Zahvaljujući svojim fiziološkim osobinama, sisari su se mogli prilagoditi najrazličitijim životnim uslovima, čak i onim najkritičnijim uz ivice kontinentalnog leda.
Jedan od najimpresivnijih sisara ledenog doba bio je vunasti mamut(Mammuthus primigenius). Živeo je u poslednjem glacijalu ledenog doba, za vreme najvećeg zahlađenja. Osim mamuta na prostorima tundre i hladne stepe Evrope i Azije živeo je i vunasti nosorog (Coelodonta antiquitatus), jedini nosorog koji se ikada prilagodio hladnim klimatskim prilikama. U istim krajevima kao mamute i nosoroge nalazimo i sobove (Rangifer tarandus). Živi primerci sobova mogu se naći i danas na područjima Islanda, Norveške, severne Finske, severne Rusije i uopšte arktičke regije. U područjima tundre takođe je živelo i mošusno govedo (Ovibos moschatus), koje i danas živi u najhladnijim prostorima Kanade, na Grenlandu, Islandu i u severnoj Norveškoj. Još jedna životinja koja je obitavala u hladnim predelima je polarna lisica (Alopeh lagopus). Taj grabljivac i danas živi u hladnijim područjima.
Na prostorima južnije od tundre, na područjima stepe takođe su živele razne životinje. Jedna od njih bio je stepski bizon (Bison priscus), predak današnjih bizona. Vrlo česta životinja u stepskim travnatim područjima bilo je i izumrlo govedo (Bos primigenius). Bilo je vrlo slično današnjem domaćem govedu, ali mnogo veće. Jedna od najzanimljivijih životinja tih prostora bio je veliki jelen (Megaceros gigantens). Pripadao je jednoj od najvećih vrsta jelena koja je ikad živela na Zemlji. Imao je ogromne lopataste rogove, raspona i do četiri metra, a svaki rog je težio oko 40 kilograma. Ta vrsta izumrla je pre oko desetak hiljada godina. Još neke od životinja koje su živjele na stepskom području ledenog doba su glodar stepska zviždarka, saiga antilopa, divlji konj, los i mnoge druge. Sve one i danas postoje, a nalazimo ih u hladnijim područjima Severne Amerike i Evroazije.
Pojedini sisari ledenog doba problem nepovoljnih klimatskih uslova rešavali su na taj način što su veći deo godine provodile u pećinama. Neke od tih životinja su pećinski medved (Ursus Spaeleous), pećinska hijena i pećinski lav. Sve te životinje izumrle su sa završetkom ledenih doba. Osim sisara, za vrieme ledenog doba živele su i mnoge ptice, insekti i mekušci (puževi).
Pojava humanizacije, tj. nastajanja čovekolikih bića starija je od kvartara, no pojava čoveka manje-više sličnog današnjem vezana je uz pleistocen. Od samog početka tog razdoblja žive razne vrste hominida (čovekovih predaka) koje se verovatno nadovezuju na neogenski rod Ramapitekus.
Ljudima najbliži bili su hominidi roda Australopitekus koji su živjeli već u neogenu, a izumrli na početku pleistocena. Živeli su, bar se tako pretpostavlja, na području Afrike. Najnapredniji među njima bio je Homo habilis, koji se javlja na početku pleistocena. Taj hominid kretao se dvonožno i izrađivao je primitivno oružje koje je dobijao grubom obradom kamena (odvaljivanjem ili otkidanjem).
Ovo je bila prva etapa hominizacije. Nakon toga počinje druga etapa. U njoj se pojavljuju razni oblici hominida koji se u novije vrijeme uvrštavaju u rod Homo. Razlikuju se Homo erectus erectus, Homo erectus pekinensis, Home erectus rhodesiensis, Homo erectus heidelbergensis i drugi. Svi oni pripadaju rodu Arhantropi. Specifičnost ovih hominida je u tome što su bili prvi te vrste na evroazijskom kontinentu. To potvrđuje već spomenutu činjenicu kako su se i ljudi, kao i životinje, preko zaleđenih prostora u doba glacijala širili na ona područja koja su u toplijim razdobljima bila odvojena morem i na taj način nedostupna.
Homo erektus počinje koristiti pećine za svoje stalnije boravke, poznaje vatru, izrađuje bolje i modernije oruđe te sve više posmatra život svog plena (životinje) i podređuje mu svoj život, prateći velika krda za vreme njihovih seobi. Pretpostavlja se da su se pri komunikaciji koristili i nekom vrstom primitivnog jezika. Jedno nalazište Homo erektusa nalazi se i u Hrvatskoj—u pećini Šandalji kod Pule.
U trećoj etapi javlja se grupa Paleoantropi. Njihova nalazišta prisutna su u Evropi i Aziji. Nalazi se spominju pod različitim imenima. Vrsti Homo preneanderthalensis pripisuju se nalazišta u Krapini, Eringsdorfu u Nemačkoj, Sakopastore u Italiji i Ganovce u Slovačkoj. Pod vrstom Homo neanderthalensis nabrajaju se nalazišta Neandertal kod Dizeldorfa, Spi u Belgiji, Gibraltar, Le Mustije, La Šapel-o-Sent u Francuskoj i Tešik Tašu u Uzbekistanu. Danas su te obe vrste poznate pod jednim imenom—Homo sapiens neanderthalensis.
Kraj ledenih doba karakteriše povećanje temperature i povlačenje glečera i ledenog pokrivača. Uz ta dva procesa takođe dolazi do podizanja nivoa mora i nastajanja ostrva i zaliva. Danas se uzima da se završetak poslednjeg ledenog doba odigrao otprilike 10000 godina pre nove ere. Tada se led povukao u svoje sadašnje granice i formirali su se klimatsko-vegetacijski pojasevi kakve danas poznajemo. Nakon pleistocena nastupio je holocen u kojem i danas živimo.
