عصرهای یخبندان زمین

یکی از اسرار دیرینه‌ در تاریخ زمین، علت وقوع عصرهای یخبندان و پیدایش یخچال‌های پهناور است. در بهار 1989، ولیام رودیمن از دانشگاه کلمبیا و جان کوتزباخ از دانشگاه ویسکانسین یک راه حل احتمالی بر این مسئله ارائه دادند. مدت‌ها قبل، در سال 1920 یک فیزیک‌دان اهل یوگسلاوی به نام میلوتین میلانکویچ به دلایل اختر شناسی این قضیه اشاره کرد. مدار زمین در دوره‌هایی متناوب دستخوش اندکی تغییر می‌شود. در میزان تمایل محور، میزان نامدور بودن مدار زمین، مکان حضیض مدار زمین (نزدیکترین موضع زمین به خورشید) و غیره تغییراتی رخ می‌دهد. حاصل کلی تمام این تغییرات عبارت است از افزایش یا کاهش آرام و اندک در مقدار تابشی که ما از خورشید در دوره‌ای به مدت 40000 سال می‌گیریم، به بیانی دیگر، در هر 40000 سال زمین با 10000 سال کمبود تابش مواجه می‌شود. دمای میانگین اندکی افت می‌کند و زمستان بزرگ فرا می‌رسد. در طی این زمستان بزرگ، تابستان‌های خنک نمی‌توانند تمام برفهای زمستان را ذوب کنند. سال به سال، برف انباشته می‌شود و یخچال‌ها پیشروی می‌کنند. با سپری شدن زمستان بزرگ، یخچال‌ها دوباره عقب می‌نشینند. این نظر معقولی است و مطالعه‌ی دقیق فسیل‌های گذشته نشان می‌دهد که چنین دوره‌های تغییر دما واقعاً وجود داشته است. ولی اگر چنین بود، این دوره‌ها می‌بایست میلیاردها سال اجرا می‌شده‌اند. در حالی که عصرهای یخبندان در چند میلیون سال اخیر پدید آمده‌اند و از میان رفته‌اند. پیشتر از آن، لااقل به مدت 250 میلیون سال، هیچ عصر یخبندانی وجود نداشت. به نظر می‌رسد که زمستان بزرگ آنقدر نباید سرد باشد که بتواند عصر یخبندان را آغاز کند. در دو میلیون سال گذشته، چیزی در زمین باید تغییر یافته باشد تا دوران‌های سرد را کارامدتر سازد. این تغییرات ناشی از پدیده‌های اختر شناسی نیست بلکه به خود زمین مربوط است. ظن و گمان بر حرکت کند صفحه‌های تکتونیک که پوسته‌ی زمین را می‌سازد (و در نتیجه قاره‌ها نقل مکان می‌یابند) متمرکز شده است. در سال 1953، دو زمین شناس از دانشگاه کلمبیا به نام‌های موریس اوینگ و ویلیام دان نظر دادند که قاره‌های در حال جابه‌جایی می‌بایست در دو میلیون سال پیش به قطب شمال رسیده و اقیانوس منجمد شمالی (شمالگان) را در میان گرفته باشند. اقیانوس شمالگان منبع رطوبت بوده و لذا بر پهنه‌های کانادا و سیبری برف باریده است. برف به آن تندی که در سطح آب ذوب می‌شود، در سطح خشکی ذوب نمی‌شود. در نتیجه، اگر به عوض دریاهای آزاد، خشکی‌ها قطب شمال را فرا می‌گرفتند، برف به راحتی انباشته می‌شد. پس فقط از زمانی که قاره‌ها به آرایش کنونی‌شان رسیده‌اند، دمای پایین زمستان بزرگ توانسته است عصرهای یخبندان را در نیمکره‌ی شمالی به بار آورد. اینک رودیمن و کوتزباخ نظر دیگری ارائه می‌دهند که خصوصاً برای زمین شناسان جالب توجه است. آنان به این نکته اشاره می‌کنند که در نتیجه‌ی حرکت صفحه‌های تکتونیک، شبه قاره‌ی هند که روزگاری جزیره‌ی بزرگی بود، به آرامی به زیر حاشیه‌ی جنوبی قاره‌ی آسیا غلتیده است. زمین موجود در طول این خط تماس تدریجا فشرده شده و بالا آمده، و رشته کوه هیمالیا و فلات پهناور تبت را ساخته است. به همان نحو، قاره‌ی امریکای شمالی به سمت غرب حرکت کرده، به صفحه‌ی اقیانوس آرام برخورده، و نیروهای اصطکاکی میان آن دو نواحی غربی قاره‌ی امریکای شمالی را به صورت زنجیره‌ی کوهستانی راکی درآورده است. در عرض 20 میلیون سال گذشته، بخش‌هایی از نواحی غرب امریکای شمالی در حدود 6/1 کیلومتر و نواحی هیمالیا 8/4 کیلومتر بالا رفته است. پیش از وقوع این تحولات، توده‌های خشکی در نیمکره‌ی شمالی نسبتاً صاف بودند و بادها می‌توانستند کمابیش بدون ممانعتی از غرب به شرق در سرتاسر جهان بوزند. رودیمن و کوترباخ الگوی وزش باد را پس از بالا آمدن نواحی آسیای مرکزی و امریکای شمالی به صورت فلات‌ها و کوهستان‌ها شبیه‌سازی کردند. آنان دریافتند که به علت وجود نواحی مرتفع بادها منحرف می‌شوند و بیش از پیش به سمت شمال حرکت می‌کنند. توده‌های هوا در نتیجه‌ی این انحرافات، سرد می‌شوند و در شمال شرقی کوه‌های راکی و در شمال هیمالیا دما را پایین آورند. بر اثر دمای پایین، مقدار برفی که در تابستان ذوب می‌شود کاهش می‌یابد و شدت زمستان بزرگ بیشتر می‌شود. سرانجام، در دو میلیون سال پیش، فلات‌ها و کوهستان‌ها آنقدر مرتفع می‌شوند و انحراف باد آنقدر زیاد می‌شود که اثر سرما برای آغازیدن عصر یخبندان در نیمکره‌ی شمالی و در هنگام زمستان بزرگ کفایت می‌کند. در این صورت، می‌توان انتظار داشت تا زمانی که کوه‌های راکی و هیمالیا آنقدر فرساییده نشده‌اند تا بادها را منحرف نکنند، در آینده عصرهای متناوب یخبندان رخ خواهند داد. البته مگر آنکه روند گرم شدن جهان با اثر گلخانه‌ای جو و به دست بشر یکسره نقطه‌ی ختمی بر عصرهای یخبندان گذارد که این خود به نوعی دیگر فاجعه‌هایی به بار خواهد آورد.