E-Ucebnice

Doba ledová je relativně studené a relativně suché klimatické období. Obvykle se tak označují klimatické výkyvy, jež započaly v geologickém období neogénu a vyvrcholily ve čtvrtohorách (kvartéru), kdy docházelo k mohutnému rozvoji zalednění a poklesu mořské hladiny. Stopy velkých kontinentálních ledovců a další příznaky významného ochlazení jsou nacházeny i ve starších obdobích geologické historie Země. Celé období čtvrtohor je někdy označováno za ledovou dobu v rámci níž dochází k jednotlivým výkyvům, jak chladnějším - glaciálům, tak teplejším -interglaciálům. Čtvrtohory jsou totiž celkově mnohem chladnějším obdobím, než třetihory nebo druhohory. V dávnějších chladných obdobích, k nimž docházelo v průběhu prvohor neboproterozoika, lze pro velký časový odstup těžko rozeznat jemnější členění obdobné čtvrtohorním glaciálům a interglaciálům a tato období nám splývají v jednu ledovou dobu.

První geology v 18. století zaujaly tzv. bludné balvany, které se hojně vyskytují v severním Německu i dalších severnějších oblastech kontinentálníEvropy. Bylo odhaleno, že složení bludných balvanů se shoduje se složením hornin ve Skandinávii. Tyto balvany byly označeny za důkaz dávné potopy, jak ji popisuje Bible. Proudy vod je měly přesunout ze vzdálené Skandinávie až sem.^[1]

Švédský geolog Nils Gabriel Selfström při svém výzkumu bludných balvanů sestavil mapu výskytu a směrování skalních škrábanců, jež se vyskytují ve Skandinávii i severní Evropě a označil je za stopy odvalování skalních bloků při katastrofické potopě. Charles Lyell ve svém díle ‘’Principles of Geology’’ z let 1830-1833 přišel s teorií, že bludné balvany se na kontinent dostaly s ledovými krami v době, kdy tato část pevniny byla zaplavena mořem. Místo náhlé katastrofické události již ale připouštěl, že se jednalo o důsledek pomalých přírodních (geologických) procesů, které kontinuálně probíhají i v současnosti.^[1]

Ve stejné době skupina geologů rozpoznala příznaky rozsáhlého zalednění v alpské oblasti, existenci mohutného kontinentálního ledovce si ale ještě nikdo nedovedl představit. Ve třicátých letech 19. století již Reinhard Bernhardi a o něco později G. Martins formulují první teorie o kontinentálním evropském ledovci. Jejich práce však nevzbuzují pozornost. Ve čtyřicátých letech Louis Agnassiz vyslovuje další katastrofickou teorii, tentokrát ale nešlo o povodeň, ale o gigantický pevninský ledovec, který se měl rozkládat od Alp až k pólu a měl zasahovat až do střední Asie a na tomto území měl zdevastovat veškerý život. Později však tuto extrémní teorii upravil. Pevninský ledovec měl zasahovat jen část území Evropy a izolovaně od něj měly existovat ještě ledovce asijský a americký. V této revidované teorii, která se již blíží současnému stavu poznání, také byl poprvé použit termín “doba ledová” a jednalo se zde o jedinou, dlouho trvající událost. Teorie jediné ledové doby byla ještě v průběhu 19. století dále zpřesňována terénními výzkumy, které mapovaly rozsah kontinentálních ledovců.^[1]

Tato teorie záhy začala dostávat trhliny, kdy někteří vědci nejprve uvažovali o existenci dvou ledových dob. V letech 1901-1909 vydaná práce německých badatelů Albrechta Pencka a Eduarda Brücknera předpokládala, že došlo k nejméně čtyřem ledovým dobám, jež byly nazvány podle přítoků Dunaje Günz, Mindel, Riss a Würm. Ledové doby byly pojmenovány po těchto řekách, protože výzkum probíhal na říčních terasách těchto řek a ledovcových morénách přilehlých Alp. Je to tzv. kvadriglacialistické schéma.^[1]

Postupně nastal probém s přiřazením morén kontinentálního ledovce k tomuto alpskému systém čtyř ledových dob. Z tohoto důvodu bylo kvadriglacialistické schéma upřesněno. Kromě dob ledových, tedy glaciálů, a meziledových - interglaciálů, byly v rámci glaciálů zavedeny ještě další období většího ochlazení nebo naopak oteplení. Chladnější období se označují jako stadiály a teplejší interstadiály.^[1]

Při dalším studiu říčních teras a zejména souvrství spraší se vynořila mnohem složitější realita klimatických výkyvů patrných hluboko do minulosti. Zrodil se tak polyglacialistický koncept předpokládající velké množství chladných a teplejších období v průběhu celého kvartéru. S alpským systémem dělení ledových a meziledových dob se přesto můžeme často setkat, a to nejen ve starší literatuře.^[1]

Pod ledovými dobami se obvykle rozumí série klimatických výkyvů ve čtvrtohorách, k významným ochlazením ale docházelo i v jiných obdobích gelogické minulosti, např. v mladším proterozoiku, v průběhu prvohor pak ve spodním karbonu a zejména vordoviku.^[2] Přesnější průběh klimatických změn v takto vzdálené minulosti je však obtížně zjistitelný, ačkoliv některá tato zalednění byla pravděpodobně mnohem výraznější než ta z relativně nedávné minulosti.

Prvním zdokumentovanou ledovou dobou je tzv. huronské zalednění, ke kterém došlo před 2,3 miliardami let.

Ve velmi starých horninách z doby před 700 miliony let jsou nacházeny ledovcové uloženiny a to i z oblastí, které se tehdy nacházely v blízkosti rovníku. Rozšíření těchto uloženin bylo tak rozsáhlé, že jejich interpretace vedla ke vzniku tzv. teorie Země - sněhová koule. Předpokládalo se, že průměrná teplota povrchu Země byla hluboko pod bodem mrazu a celou planetu měly pokrývat kontinentální ledovce a vrstva mořského zalednění. Ukázalo se ale, že zalednění přesto nemohlo být tak úplné, jelikož život by v takových podmínkách přežil jen stěží. Tato extrémní teorie tak byla revidována a podle současného stavu vědění se zdá, že kolem rovníku přeci jen existoval pás volného oceánu, ve kterém život přežil. Náhlý konec této gigantické ledové doby nejspíše stál za populační explozí tzv. ediakarské fauny, tzn. rozšíření i mnohobuněčných živočichů, a pozdější prudké rozšíření fauny kambrické. Jako možná příčina rozsáhlého zalednění je uváděna nerovnováha v poměru plynů v atmosféře, za kterou stála činnost prvních jednobuněčných organismů, jež odčerpaly část skleníkových plynů. Dalším faktorem bylo tehdejší rozmístění kontinentů. K ukončení proterozoické ledové doby vedlo nejspíše hromadění oxidu uhličitého v atmosféře, který se tehdy nemohl kvůli zalednění vázat na povrchu planety, až nakonec došlo k prudkému oteplení. Důkazem pro tuto teorii jsou vrstvy karbonátů, pokrývající proterozoické ledovcové uloženiny. Vznikly při intenzivních deštích v atmosféře naplněné oxidem uhličitým.^[3] [4]

K dalšímu významnému ochlazení došlo na konci prvohorního období ordoviku před 440 miliony let. Tehdejší ledová doba byla patrně opět výraznější, než ty čtvrtohorní, navíc probíhala souběžně s velkým vymíráním organismů. Prostředí pro teplomilné organismy však zůstalo zachováno. Další známá doba ledová přišla na rozhraní prvohorních období karbonu a permu, tedy před asi 290 miliony let, kdy se v prostoru jižního pólu nacházela velká pevnina, na které vězel velký kontinentální ledovec.^[5]

Po dlouhém teplém období druhohor se ve druhé polovině třetihor začalo opět postupně ochlazovat. Pod pojmem ledové doby se obvykle myslí právě toto období klimatických výkyvů, které trvá dodneška.

Geologická éra do které spadají klimatické změny ledových dob se nazývá kenozoikum. Stratigrafické členění této nejmladší geologické éry prošlo mnoha změnami, jelikož jde o klimaticky i geologicky velmi složité období. Dříve se na místo kenozoika používaly termíny třetihory (terciér) a čtvrtohory (kvartér). Pozdější výzkum však učinil tyto dva pojmy jako zavádějící a pro celé období od konce druhohor se začal používat termín kenozoikum, které se dále dělí na starší paleogén, mladší neogén a nejmladší čtvrtohory.^[6] Pojmu třetihory se však i nadále v odborné literatuře používá jako pomocné jednotky, která je dobře známa i laické veřejnosti.

Čtvrtohory se dále dělí na starší pleistocén a mladší holocén. Mluvíme-li o dobách ledových, tak k těm docházelo zejména v průběhu pleistocénu. Spodní hranice tohoto období je stále předmětem diskusí. Jedna z teorií stanovuje začátek pleistocénu na dobu před 1,64 - 1,81 miliony let, zatímco druhá až k hranici 2,5 milionu let. V současnosti se oficiálně užívá pro přelom třetihor a čtvrtohor hranice před 2,5 milionu let. Holocén, který trvá až do současnosti, je ale pravděpodobně jen další z dob meziledových.^[7]

V průběhu čtvrtohor můžeme vysledovat cyklus výrazných období - chladných glaciálů a teplých interglaciálů. V rámci těchto základních cyklů bylo na základě výzkumu rozeznáno množství dílčích klimatických výkyvů, a to zejména v průběhu glaciálů, jelikož doba jejich trvání se pohybuje kolem 100 tisíc let, zatímco trvání interglaciálů se počítá jen řádově na několik málo desítek tisíc let.^[8] Je jasné, že čím je zkoumané období blíže k současnosti, tím lépe je takové období možné poznat. Nejlépe je tak prozkoumána poslední doba ledová, ze které se i v Evropě a Asiidochovaly vrstvy zalednění, např. v Grónsku, stará rašeliniště či vrstva trvale zmrzlé půdy, z nichž lze poznat výkyvy klimatu, složení vegetace. Nacházejí se i zmrzlé mršiny vyhynulých zvířat. Ve starších obdobích jsou příznačné zejména fauny měkkýšů, podle nichž lze změny klimatu sledovat.

 

Ve vzniku klimatických výkyvů označovaných za ledové a meziledové doby hrají důležitou roli tzv. Milankovičovy cykly. Jde o změny precese zemské osy, tedy pohyb osy, kolem které se Země otáčí, dále o změny náklonu zemské osy a pohyb oběžné dráhy Země vůči Slunci při její excentricitě. Tyto skutečnosti ovlivňují přísun slunečního světla a tepla pro jednotlivé oblasti Země podle jejich zeměpisné výšky a délku slunečního svitu v těchto oblastech. Vzájemná konfigurace těchto faktorů způsobuje pravidelné cyklické změny v přísunu tepla a světla pro ony oblasti, což se pak projevuje v globálním klimatu Země.^[9]

Samotné změny v přísunu tepla způsobené Milankovičovými cykly však nestačí k vyvolání tak rozsáhlých změn klimatu, jaké představuje série ledových dob. Atmosféra či klima Země je totiž velice složitý systém, který ovlivňuje nepřeberné množství faktorů, které se pak dále navzájem ovlivňují, vznikají zpětné vazby, kdy důsledky určitých přičiny tyto příčiny dále zvýrazňují a konkrétní jev pak rychle nabývá na intenzitě, anebo naopak jsou příčiny utlumovány. Tak je to i s Milankovičovými cykly, ke kterým dochází bez ohledu na klima po celou geologickou historii Země, ale za určitých okolností mohou být spouštěčem výrazných globálních změn klimatu.^[1]

V případě vzniku ledových dob tedy stěží můžeme mluvit o konkrétní příčině, ale o spouštěcích mechanismech. V průběhu třetihor tak můžeme najít řadu faktorů, které vedly k postupnému ochlazení a ke zdůraznění vlivu Milankovičových cyklů. V této době došlo k oddělení Antarktidy od Austrálie. Antarktida se dostala do oblasti jižního pólu a došlo k jejímu oddělení od teplejších mořských proudů, jelikož díky volnému moři, jenž se kolem ní nachází, obíhají tento kontinent v důsledku otáčení Země studené mořské proudy. Tento kontinent se tak pokryl velkým pevninským ledovcem už před miliony let. Dalšími důležitými faktory je posun kontinentů směrem k severnímu pólu, dále vznik pevniny při alpinském vrásnění, čímž se rozšířily teplotně nestabilní kontinenty. Výzdvih pohoří na styku indo-australské a euroasijské tektonické desky vytvořil další místo, kde je teplý vzduch přicházející od moře vyzdvižen a ochlazen. Důležitá je též teplotní setrvačnost jevů v atmosféře, jakož i změna tepelné odrazivosti povrchu planety v době, kdy se na něm rozšiřují sníh či ledovce. V důsledku těchto a dalších změn na povrchu Země došlo k tomu, že Milankovičovy cykly se projevují jako série glaciálů, interglaciálů a jemnějších stadiálů a interstadiálů. Svou roli jistě hraje i výrazné kolísání mořské hladiny v důsledku růstu a ubývání ledovců.^[1][10]

 

Během glaciálu dochází ke vzniku či rozrůstání pevninských ledovců a to zejména na severní polokouli. Ze Skandinávie se do Evropy několikrát rozšířil tzv. fennoskandinávský ledovec, který se při svém maximálním rozšíření v saalském období dostal moravskou bránou až do části moravskéhovnitrozemí a na západě se ledovec zastavil na severních svazích Krkonoš. Pod tímto ledovcem se ocitala celá Skandinávie, většina Velké Británie a velká část severní Evropy, na východě končil až ve sřední Sibiři.^[11]

Ještě mohutnější byly ledovce keevanský a labradorský, které zakrývaly většinu území Severní Ameriky a zastavily se až jižně od velkých jezer. Další ledovec se rozkládal na území východní Sibiře. Většina velkých pohoří byla zakryta menšími kontinentálními ledovci. V Evropě to byly Alpy, Pyrenejenebo Kavkaz.^[11]

Na jižní polokouli v čase glaciálu dochází k rozšíření antarktického kontinentálního ledovce, led pokrývá části Kordiller, Nového Zélandu či Tasmánie. Kromě toho celkové ochlazení klimatu vede k tvorbě menších horských ledovců v mnoha pohořích, kde dnes ledovce nenajdeme. V Česku jde například o Krkonoše, Šumavu nebo Hrubý Jeseník.^[7]

V tomto popisu ale mluvíme o rozsahu maximálního zalednění. Rozsah ledovců se totiž v průběhu glaciálu průběžně mění a ne při každém glaciálu dojde k jejich tak velkému rozšíření. Při posledním weichselském glaciálu takového rozšíření nebylo zdaleka dosaženo. Skandinávský ledovec se zastavil poměrně daleko severně od českých hranic, menší rozšíření bylo i východním směrem - a to vše jen v glaciálním maximu v nejstudenějšímstadiálu před 27 - 22 tisíci lety. V předcházejícím období se ledovec rozkládal jen na území Skandinávie.^[12]

Přes rozsáhlé zalednění v Euroasii a Severní Americe zůstaly i v severských oblastech nezaledněná území, např. ve východní Sibiři nebo na Aljašce. Tím, že voda zůstávala celoročně vázána v kontinentálních ledovcích, došlo k poklesu mořské hladiny i přes 100 m oproti současnému stavu. Důsledkem bylo obnažení nových pevnin. Významné je odhalení tzv. Beringie, což byl pás pevniny spojující Asii se Severní Amerikou. Došlo k odděleníStředozemního moře od Atlantického oceánu a k jeho následnému podstatnému vysušení. Významné pevninské mosty vznikly též v oblasti Indonésie, nebo též došlo ke spojení Austrálie a Tasmánie nebo Britských ostrovů a Evropy.^[8]

Tyto pevninské mosty umožnily migraci fauny a flóry. Mezi Amerikou a Euroasií tak mohly migrovat např. velbloudi a koně, opačným směrem pak např.mamuti a lidé. Některé pevninské mosty zanikaly stovky až tisíce let po ústupu největších ledovců.^[8]

Samotné pevninské ledovce zabíraly plochu až 45 mil. km² a dosahovaly mocnosti až 2,5 km. Zatímco dnes ledovce zabírají 10% povrchu pevniny, v době největšího zalednění to bylo 28%. Masy ledu měly velký vliv na tvar pevniny. Skandinávský ledovec svoji vlastní vahou zamáčknul tento poloostrov do hloubky a po jeho ústupu se pevnina opět začala vyzvedávat nahoru. Tento pohyb pokračuje dodneška a Skandinávie tak stoupá rychlostí kolem 9 mm za rok.^[7][13] Ledovce vytvořily též jezerní krajinu na severu Spojených států a v Kanadě a ovlivnily tvář mnoha pohoří.

 

Příroda se v souvislosti s globálním ochlazením v průběhu třetihor začala proměňovat. Vyhranila se výrazná klimatická pásma se svou charakteristickou faunou a flórou. Klimatická pásma se v průběhu glaciálů posouvají a s nimi se stěhují i organismy, které tato pásma obývají. Mnohé druhy rostlin a živočichů se změněným podmínkám nedokázaly přizpůsobit a vymřely. Teplá klimatická pásma však v glaciálních časech nemizí, jen se zužují blíže k rovníku a díky tomu přežívají i teplomilné druhy. Naopak v interglaciálech nikdy nedošlo k takovému oteplení, že by se vytrácely velmi chladné biotopy v blízkosti pólů nebo ve velkých nadmořských výškách.

 

Konec posledního glaciálu je v tomto směru patrně jiný, jelikož v této době vyhynulo velké množství živočišných druhů, zejména velkých savců - tzv.megafauny. Jde o známé mamuty, ale i mnohé další druhy - srstnaté nosorožce, jeskynní medvědy, obří americké lenochody a další. Vymírání se dotklo i jižní polokoule, kde vymřela řada druhů, včetně velkých druhů vačnatců. Příčiny tohoto vymírání nejsou zcela jasné.^[14]

Diskutuje se o dvou možných příčinách - o ztrátě životního prostředí či o vyhubení člověkem. Fakta mluví ve prospěch kombinace obou faktorů. Závěr posledního glaciálu končil velmi studeným stadiálem před 27 - 18 tisíci lety, kdy pevninské ledovce postoupily hodně k jihu a poškodily tak životní prostředí megafauny zejména v Evropě. Pak došlo k prudkému oteplení až o 6 stupňů průměrné teploty v řádu pouhých desítek let, načež toto oteplení bylo před 12,7 - 11,5 tisíci lety přerušeno návratem velmi chladného a suchého podnebí. Pak již se začalo oteplovat na úroveň současnosti. Velká zvířata se v této době stáhla do prostorově omezených útočišť a jejich populace značně prořídly. Možná v této době, vzhledem k jejich nízké reprodukční schopnosti, mohly být malé izolované populace poškozeny lovem lidí, což mohlo vést k jejich konečnému zániku.^[14]

Jak k tomu ale bylo ve skutečnosti - to nevíme. Jisté je, že megafauna přežila řadu jiných interglaciálů a jsou doklady, že byla lovena již v předcházejícím interglaciálu neandertálským člověkem.^[14]

 

Na počátku třetihor panovalo na našem území ve srovnání s dneškem poměrně teplé, subtropické klima. Postupně se však ochlazovalo a klima se vysušovalo jak z důvodu globálního ochlazování, tak i z důvodu konečného ústupu moře z blízkosti českého masívu. S nástupem ochlazení na území panovalo poměrně vlhké mírné podnebí v interglaciálech a suché, chladné kontinentální klima tzv. periglaciální oblasti v glaciálech. Tímto termínem se označuje oblast, kde se silně projevují vlivy kontinentálních ledovců, ale oblast samotná ledovcem pokrytá není.^[11]

Na území Česka se projevoval vliv skandinávského ledovce nacházejícího se severně od pohraničních pohoří, který v některých glaciálech pronikal až do okrajových oblastí dnešní republiky, a menšího kontinentálního ledovce pokrývajícího Alpy. O tom, jak vypadala zdejší krajina, se vedou diskuse. Dříve se předpokládalo, že v průběhu glaciálů zde převažovalo životní prostředí obdobné dnešní sibiřské bezlesé tundře s chudou, mrazuvzdornou vegetací. Na základě pylových analýz a dalších výzkumů však tento předpoklad dostává trhliny. Minimálně během posledního glaciálu vypadala zdejší krajina mnohem pestřeji. Předpokládá se, že zde zůstávaly útočiště (refugia) s teplomilnější flórou, zejména některými druhy dřevin. Pylové diagramy naznačují, že česká krajina se minimálně během posledního glaciálu vyznačovala mimořádnou diverzitou různých stanovišť od otevřenější krajiny až k lesu podobnému sibiřské tajze. Analogie s dnes existujícími severskými biotopy většinou selhává, jelikož obdobnou krajinu v současnosti na Zemi těžko najdeme.^[12]

 

Střídání chladnějších, teplejších, sušších a vlhčích období velmi ovlivnilo tvář české krajiny. V údolích řek se vytvořily soustavy tzv. říčních teras, které vznikají při přechodu ze studenějších do teplejších obdobích glaciálního cyklu, kdy řeka přechází mezi vodními režimy divočící a meandrující řeky. Vznikaly též mocné souvrství navátých hornin - spraší. Dodnes jsou patrné stopy mrazového zvětrávání, kdy vznikají suťová pole, kamenná moře. Jiným důležitým procesem, který byl koncem glaciálu velmi aktivní, je soliflukce neboli půdotok. Dochází při ní k pomalému tečení rozbředlé půdy po zmrzlém podloží, a to i při poměrně malých sklonech. Koncem glaciálu se rovněž zvýrazňují asymetrická údolí - mnoho našich údolí má strmý východní svah a pozvolný západní svah. To je způsobeno tím, že Slunce již od rána rozehřívá východní svah, který se trhá a sjíždí do údolí. Naopak západní svah je dopoledne stíněný a odpolední Slunce nemá vždycky sílu rozehřát promrzlou stráň, která zůstává stát jako strmý či skalnatý stupeň. Později jsou oba svahy pokryty lesem, který konzervuje tvary vzniklé právě koncem glaciálu.^[15]

V důsledku nižšího pokryvu vegetací v průběhu glaciálu dochází v některých oblastech k odkrytí skalního podkladu a jeho následné mrazové erozi. Po oteplení jsou vhodné podmínky pro rozšíření živinově náročnějších rostlin. Po konci posledního glaciálu máme doklady o rychlém rozšíření živinově náročného smrku, který ale na většině lokalit brzy vymírá a je nahrazen nenáročnějšími dřevinami, zejména bukem.^[12]

 

Relikty jsou druhy živočichů a rostlin, které jsou v dnešní přírodě živými svědky dob dávno minulých. Nejpočetnější skupinou reliktů jsou glaciální relikty - chladnomilné druhy, které po skončení ledové periody přežívají v horách či na jiných místech připomínajících již vymizelé biotopy, např. na rašeliništích a slatinách. Všechny glaciální relikty ovšem nemusí být severského původu, jsou to někdy i původně středoevropské horské druhy, které se v glaciálech přesunuly do nižších poloh a po oteplení se vracely zpět do hor. Některé příklady glaciálních reliktů jsou dost známé, z rostlin např. ostružiník moruška,bříza zakrslá či všivec krkonošský, k méně známým patří lepnice alpínská, kohátka nízká či zřejmě vymizelý zimozel severní. Z živočichů jsou to např.ploštěnka horská, hronatka jezerní, plachetnatka rohatá, vrkoč severní, kulík hnědý a myšivka horská. Obecně najdeme víc reliktů - nejen glaciálních - mezi rostlinami než u pohyblivých organismů.