Wikipedia

Het einde van de ijskap op Groenland in de buurt van Kangerlussuaq. Een ijstijd is een periode waarin ijskappen voorkomen op het land. Het voorkomen van ijskappen op Groenland maakt dus dat we per definitie in een ijstijd leven.

Een ijstijd of glaciatie is een geologisch tijdvak waarin ijskappen voorkomen. Om verwarring met het begrip glaciaal te voorkomen is het beter te spreken van een ijstijdvak. In het Engels wordt dit een periode van ice-house genoemd, als tegenhanger van een ijskaploze periode, de greenhouse ("broeikas"). Aangezien er gletsjers liggen op bijvoorbeeld Groenland of Antarctica, leven we tegenwoordig in een ijstijdvak, het Quartair. Men neemt aan dat dit in de gehele geologische geschiedenis van de Aarde minstens vijfmaal 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 Sneeuwbalaarde — 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. Doorheen een ijstijdvak wisselen warmere (interglacialen), zoals het huidige Holoceen en koudere (glacialen) perioden elkaar af, volgens welbepaalde cycli. Een ijstijdvak kan zich inzetten wanneer er een bepaalde drempel is overschreden. Dit gebeurt wanneer zich grote continenten bevinden ter hoogte van de polen, waar zich als dusdanig landijs kan opstapelen. Zo zal het huidige ijstijdvak pas eindigen wanneer Antarctica niet meer op de zuidpool ligt. Vaak bedoelt men, als men het heeft over 'de ijstijden', de glacialen in het Pleistoceen, dat wil zeggen in de laatste 2,6 miljoen jaar.

bewerk Onderverdeling van glacialen

Omdat glacialen zelf (zeker in Nederland, waar vrijwel geen harde gesteenten dagzomen zodat de bodem door gletsjers "omgeploegd" wordt) de sporen van eerdere glacialen vrij makkelijk 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 à 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. Wel was er een uitbreiding van de vergletsjering.

Maar ook tijdens een glaciaal was het zeker niet voortdurend 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 cyclische 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 oriëntatie 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. Als 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 obliquiteit van de aardas, 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. De afwisseling tussen glacialen en interglacialen is in grote mate te wijten aan de obliquiteitscycli.

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 vroeger vaak gehoorde bewering dat er vier glacialen zijn geweest in het Pleistoceen is achterhaald. De laatste drie glacialen (vaak "ijstijden" genoemd) en tussenliggende interglacialen ("tussenijstijden") kunnen in Nederland en de aangrenzende zeebodem van de Noordzee als volgt worden onderscheiden:

Vóór deze glacialen en interglacialen zijn er diverse andere koudere perioden geweest, mogelijk is het landijs al eerder tot in Noord-Nederland gekomen, maar dit is onduidelijk. De enige twee perioden waarvan met zekerheid bekend is dat gletsjers tot in Noord-Nederland reikten zijn de Saale- en Elster-glacialen. Er zijn inmiddels in het Pleistoceen meer dan tien glacialen bekend.

bewerk IJsbedekking in Nederland

Tijdens het voorlaatste glaciaal (Saale- of Riss-glaciaal) bereikte het landijs uit Scandinavië Nederland. Dit gebeurde aan het eind van dit tijdvak (het Saalien), ruwweg rond 150.000 jaar geleden. Het ijs bedekte de noordelijke helft van Nederland, en de landschapsvormen laten het onderscheiden twee stadia toe.

• Tijdens het Amersfoort-stadium bereikte het ijs zijn maximale uitbreiding en kwam het tot ruwweg de lijn Haarlem - Utrecht - Nijmegen, de zogenaamde HUN-lijn.
• De terugtrekking van het afsmeltende ijsfront ging niet vloeiend. Er waren perioden dat de terugtrekking van het ijs soms helemaal tot stilstand kwam. Een 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 zijn morene-ruggen gevormd, die aanzienlijk lager zijn dan de stuwwallen van het Amersfoort-stadium.

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 en midden Nederland veel voor, onder andere de Hondsrug, en de heuvels Lemelerberg, Sallandse Heuvelrug, Friezenberg, Markelose Berg, Lochemerberg, Hettenheuvel, en de heuvels van Montferland.

Gletsjers en landijs vervoeren puin dat is opgenomen langs het pad van de ijsstromen. Na afsmelten van het ijs vormt dit de grondmorene. In Nederland is de zogenaamde keileem het karakteristieke afsmeltingsproduct van de laatste ijsbedekking. In deze keileem bevinden zich zeer grote zwerfstenen (soms door de mens tot Hunebedden opgestapeld). Een relatief klein deel van het door het landijs afgezette materiaal komt uit Scandinavië. Een groot deel betreft eerder door rivieren en de zee afgezet materiaal uit Noord Nederland en aangrenzende gebieden in de Noordzee en Duitsland zelf. Een mooi voorbeeld van een morene landschap is de omgeving van Lichtenvoorde: zwak golvend en vol zwerfstenen van Scandinavische oorsprong. Keileem treft men aan in heel Noord Nederland: op Texel, in de Waddenzee, in Friesland, in Groningen, in Drenthe en in aangrenzend Noord-Duitsland.

Doorsnede van het IJsseldal van west naar oost ter hoogte van Olst

Vaak ook stuwde de schuivende ijsmassa lagen bevroren ondergrond op tot stuwwallen. Voorbeelden van zulke structuren zijn de Utrechtse Heuvelrug, de Veluwe, de Sallandse Heuvelrug, de heuvelrug van Nijmegen-Kleef-Xanten en verder tot aan Düsseldorf (Duitsland). De Torenberg ten noordwesten van Apeldoorn is met 107 meter +NAP de hoogste stuwwal van Nederland. Keileem komt alleen lokaal voor in de stuwwallen.

Een belangrijk verschil tussen een morene-wal en een stuwwal is het materiaal waar uit ze bestaan. Morene-wallen bestaan uit los door het ijs getransporteerd materiaal (de leem en de keien uit de keileem). Stuwwallen bestaan uit bloksgewijs opgestuwde oudere grondlagen, die wat vervormd, geplooid en verplaatst zijn, maar verder nog zoals ze veel eerder werden afgezet. Aan de lagen is duidelijk te zien dat dit oorspronkelijk horizontaal afgezet is geweest, en aan de plooingsstructuren en vorm van de heuvels kunnen de richtingen van ijslobben aan de rand van de ijskap afgeleid worden. Tussen de hoogste stuwwallen liggen soms tot ruim honderd meters diep uitgeslepen dalen (onder het huidige IJsseldal (zie figuur), onder de Gelderse Vallei, onder Amsterdam). Deze bekkens raakten vanaf direct na hun vorming met afsmeltingsproducten, en rivier, kust en wind afzettingen opgevuld - zijn merendeels nog steeds topografische laagtes.

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 oosten van Sleeswijk-Holstein in Noord-Duitsland en aangrenzend Polen.

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.

In Nederland heerste overwegend een toendra klimaat. Tijdens de koudste en meest schrale perioden had de wind vrij spel en er werd op grote schaal dekzand afgezet, dat soms ruggen vormde. Ook werden gedurende het laatste deel van deze koude periode de rivierduinen of donken gevormd, uitgewaaid uit drooggevallen beddingen van de grotere rivieren.

Het grondwater in de ondiepe ondergrond raakte in het laatste glaciaal bevroren (permafrost). In samenhang met het bevroren raken werden in Nederland 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 Afzettingen in Nederland en België uit de laatste glacialen

In grote delen van Nederland is door de wind 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.

In Zuid-Limburg, Midden-België en grote delen van Duitsland is door de wind löss afgezet. löss is fijner dan dekzand (korrelgrootte in de silt-fractie resp. de zand-fractie) en kent daardoor ook ander bodemvorming.

In glacialen waren de grote rivieren veel breder dan in interglacialen en vervoerden ze meer zand en grind. Het merendeel van de terrassen langs bijvoorbeeld de Maas (Limburg) en de Rijn (Rhur-gebied, Keulen, Bonn) bestaat uit zand en grind dat werd afgezet in glaciale periodes. De terrassen uit oudere glacialen liggen hoger en zijn bedekt met dikkere pakketten löss en dekzand.

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 gedateerd 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.