mini|300px|Velika ledena površina u ledenom dobu mini|300px|Varijacije u temperaturi, količini ugljikovog dioksida i prašine u ledu iz Vostoka na Antarktici prije 400.000 godina
Ledena doba važan su dio Zemljine prošlosti u kojem su nastali mnogi reljefni oblici, biljne i životinjske vrste, a naposljetku tada se pojavljuje i čovjek. U ono vrijeme ledena doba imala su utjecaj i važnost za čovjekov život, uzrokovala su migracije te rasprostranjenost živog svijeta kakav mi danas poznajemo.
Neposredno nakon ledenih doba oblikovali su se klimatski pojasi poput ovih danas.
Danas se led nalazi u ledenjacima planinskih predjela ili u ledenim pokrovima na sjevernom i južnom polu.
Razdoblja pojavljivanja ledenih doba
Tijekom geološke prošlosti poznata su razdoblja za vrijeme kojih je dolazilo do zaleđivanja kontinenata, glacijacije (stvaranja ledenjaka) i naglog zahlađenja. Te promjene su se kroz Zemljinu prošlost dogodile nekoliko puta i poznate su pod nazivom ledeno doba.
Smatra se da su prva ledena doba, točnije njih tri nastupila u prekambriju, točnije u proterozoiku (prije 940 i 615 milijuna godina). Zatim je uslijedilo ledeno doba u devonu (prije oko 400 milijuna godina), te u gornjem karbonu i permu (otprilike prije 295 milijuna godina). Tragova tih starih oledbi ima vrlo malo, no neki su pronađeni u Africi, Aziji, Sjevernoj Americi i Australiji.
Na tim područjima pronađeni su tiliti (više ili manje povezan morenski materijal) koji su bili naneseni u višim predjelima, ali su u kasnijim razdobljima mnogim geološkim promjenama bili pomaknuti.
Po prostornom razmještaju naslaga tilita može se potvrditi već spomenuta činjenica kako su one na ta područja stigle pomicanjem kontinenata ili drugim složenim geološkim procesima. Naime poznato je 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.
Uzroci pojavljivanja ledenih doba S vremenom su se stvorile mnoge teorije ili skupine teorija o nastanku ledenih doba.
Prva skupina bila je ona koja je uzroke ledenih doba tražila u svemiru, Suncu i međusobnom položaju Zemlje i Sunca.
Jedna od teorija iz te skupine bila je da prostor kroz koji je putovao Sunčev sustav nije uvijek bio jednake temperature i da je do razlika u temperaturi došlo zbog plinova i prašine u pojedinim područjima. Tu teoriju podupiru i neka suvremena znanstvena dostignuća.
Druga teorija je bila da je Sunce promjenjiva zvijezda koja u nekim razdobljima isijava više, a nekima manje topline.
Iduća teorija bila je kako je za tako drastične klimatske promjene bilo odgovorno premještanje Zemljinih polova.
Druga skupina teorija uzroke ledenih doba tražila je na samoj Zemlji.
Jedni su smatrali da je do ledenih doba došlo zbog promjene smjera strujanja toplih, a posebno hladnih morskih struja.
Drugi su pak smatrali kako porijeklo ledenih razdoblja leži u promjeni visine kontinenata što je utjecalo na pravac vjetrova i padalina.
Pristalice treće skupine teorija smatrali su kako se uzrok ledenih doba krije u atmosferi Zemlje. Pretpostavljaju kako atmosferski uvjeti mogu drastično utjecati na dizanje i spuštanje temperature. Posebno važnu ulogu ima količina ugljičnog dioksida i prašine u atmosferi. Smanjenjem količine ugljičnog dioksida snizila bi se temperatura na Zemljinoj površini. Dok bi povećana količina čestica prašine onemogućavala dolazak Sunčevih zraka do Zemlje i tako smanjila temperaturu unutar atmosfere.
Sve navedene teorije vrlo su stare (nastale su uglavnom u 19. stoljeću) i većina njih je u potpunosti odbačena. No sve teorije, pa i one koje se još uvijek 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 Mudroslovnom fakultetu iznio je svoju teoriju o postanku ledenih doba. Prema njoj su uzroci glacijacije primarno povezani s periodičnom perturbacijom, tj. narušavanjem pravilnog kretanja Zemlje. Po Pilaru, glavni čimbenik koji je utjecao na uspostavljanje glacijacije bio je zrak, odnosno promjene energije vjetrova kao posljedica prije navedenih perturbacija.
O točnosti ove teorije, kao u ostalom i svih drugih teorija može se diskutirati i pitanje je hoće li se pravi razlozi ledenih doba ikada moći sa sigurnošću utvrditi. Do sada jedini eksperimentalno potvrdjeni odgovor na pitanje o nastanku ledenih doba dao je srpski matematičar Milutin Milanković.
Posljednje ledeno doba
Posljednje ledeno doba završilo je u ne tako davnoj geološkoj prošlosti, točnije s pleistocenom – prije otprilike 12.000 godina.
Svoj je vrhunac doživjelo u pleistocenu, koji se dijeli na glacijale i interglacijale. Glacijali su bili ledena razdoblja u kojima se kontinentalni led širio daleko na jug, te se usporedno s tim snježna granica spuštala mnogo niže nego što je danas.
U kvartaru je sveukupno bilo pet glacijala i to kronološkim redom : Donau Ginc Mindel Ris i Virm
Ti glacijali dobili su imena po rijekama u području Alpa (Günz, Mindel i Riss) te jezeru Würm. Donau je dobio ime po rijeci Dunav, no postojanje tog glacijala je upitno.
Würm je posljednje ledeno doba u Alpama, a počelo je prije 130.000 ili 120.000 godina. Završilo je prije 10.000 godina. U drugoj polovici koja je počela prije 50.000 godina na Zemlji se javlja homo sapiens fossilis.
U SAD-u su bila četiri glacijala i to redom:
Nebrascan Kansas Illinois i Wisconsin
U Njemačkoj su bila samo tri glacijala, koji su također dobili imena po rijekama:
Elster Saale i Weichsel
Službeni i opće prihvaćeni nazivi glacijala su oni koji potječu od naziva alpskih rijeka, dok se ostali nazivi koriste na lokalnoj razini (Njemačka, 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 vrijedi i za svaki interglacijal. To su bila razdoblja između dva glacijala u kojima je temperatura bila viša, a led se povlačio u visoke sjeverne predjele. Neki znanstvenici tvrde kako mi živimo u jednom takvom razdoblju, te kako će nakon određenog broja godina ponovno nastupiti glacijal.
Rasprostranjenost leda tijekom posljednjeg ledenog doba
Budući da je posljednje ledeno doba bilo u razmjerno bliskoj prošlosti (s obzirom na ostala), mnogim istraživanjima utvrđen je manje-više točan prostor koji je bio prekriven ledom.
U Sjevernoj Americi led se širio u blizini Hudsonova zaljeva i prekrivao cijelu istočnu Kanadu, Novu Englesku i velika prostranstva Srednjeg zapada (područje država Illinois, Indiana, Iowa, Kansas, Michigan, Minnesota, Missouri, Nebraska, North Dakota, South Dakota, Ohio i Wisconsin). Ledeni pokrivač na tom prostoru bio je prosječne debljine oko 1500 metara.
Drugi ledeni pokrivač na tom kontinentu širio se iz centra koji se nalazio u kanadskim Stjenovitim planinama i drugim visokim dijelovima na zapadu Sjeverne Amerike. Prekrivao je dijelove Aljaske, cijelu zapadnu Kanadu te dijelove država Washington, Idaho i Montana. U Europi se led širio iz centra koji se nalazio u Skandinaviji i na Baltiku. Prekrivao je Škotsku, najveći dio Britanskih otoka, Dansku, Finsku i velika područja sjeverne Njemačke, Poljske i Rusije. Manja ledena kapa kojoj je centar bio u Alpama prekrila je Švicarsku te dijelove 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, dijelove Novog Zelanda, te također područja Himalaje i Kamčatke u Aziji. Jedino u Africi nisu zabilježeni tragovi posljednje oledbe.
Sveukupno, za vrijeme posljednjeg ledenog doba, led je prekrivao 24 milijuna četvornih kilometara Zemljine površine koja je danas bez leda. Samo na europskom kontinentu ležalo je u to doba 70 milijuna kubičnih kilometara leda.
Da bi se stvorile tako velike količine leda, iz oceana je izvučeno toliko vode da se razina svjetskog mora spustila za oko 180 metara. Zbog toga su mnogi današnji otoci bili sastavni dio kopna (npr. Britanski otoci). Na prostorima morskih prolaza nastale su prevlake koje su bitno utjecale na rasprostranjenost životinjskih vrsta i čovjeka.
Geološke promjene za vrijeme posljednjeg ledenog doba
Raspored kontinenata i oceana u kvartaru bio je gotovo identičan današnjem. Razlike su bile jedino u klimi i visini reljefa. Na njih su djelovali mnogi geološki procesi (npr. tektonskim promjenama sve današnje planine postižu današnju visinu). No najvažnije promjene, posebno klimatske, vezane su uz pojavu ledenih doba. Klimatske promjene su znatno utjecale na riječne sustave. Izmjene toplih i hladnih razdoblja odražavala je tekuća voda. Povremeno bi imala veću snagu zahvaljujući kojoj je erodirala tlo (razarački djelovala na njega) 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 onda taložio u riječnim dolinama. Za vrijeme glacijacije, iznad velikih, ledom prekrivenih kontinentalnih prostora formiralo se dugotrajno polje visokog atmosferskog tlaka, anticiklone, a putanje vlažnih oceanskih zračnih masa potisnute su prema jugu. To je uspostavilo, u područjima koja nisu bila pod izravnim utjecajem sjevernih ledenih pokrova, izrazito vlažna razdoblja- pluvijale. Neka od tih područja, za ledenog doba bogata padalinama danas su velike pustinje. Također, izmjena toplih i hladnih razdoblja uzrokovala je povremeno širenje i povlačenje ledenih pokrova i pojedinačnih ledenjaka. To je pridonijelo stvaranju brojnih reljefnih oblika, te nakupljanju glacijalnih sedimenata (morene).
U Europi najdeblje glacijalne naslage nalazimo u Nizozemskoj ( do 600 metara). Morenskog materijala također 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 BiH 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 Makedoniji na planinama Šara i Korab, te u Srbiji na Kopaoniku, te Staroj i Suvoj planini.
Osim na ovim prostorima, glacijalni materijal nalazimo na svim mjestima gdje su bili prisutni pleistocenski ledeni pokrovi i ledenjaci.
Život u vrijeme posljednjeg ledenog doba
Živi svijet u ledeno doba najviše su obilježile promjene. Životinje su često mijenjale stanište, tražeći bolje životne uvjete. Te su seobe bile moguće za vrijeme glacijala kada se spuštala razina mora te je bio otvoren put do otoka ili čak drugih kontinenata. Zajednice živog svijeta također su prolazile kroz mnoge evolucijske promjene prilagođavajući se na taj način životnim uvjetima.
Biljni svijet