På norra halvklotet har istider kommit och gått under mer än en miljon år.
Senast det hände sträckte sig isen ner till Norra Tyskland och även stora delar av Asien och Nordamerika var täckt av ismassor. Och under lång tid har istiderna kommit med förvånansvärd regelbundenhet ungefär vart 100 000:e år. Gradvis har istäckena ökat i omfattning för att sedan försvinna på relativt kort tid. Orsaken har under lång tid varit föremål för diskussion bland forskare.
Solvärme räcker inte
Traditionellt har man förklarat istidscyklerna med hjälp av den så kallade Milankovitchteorin. Den går ut på att solens värmestrålning till jordytan varierar beroende på hur jorden rör sig kring solen och kring sin egen axel. Men enligt många forskare är inte teorin tillräcklig för att förklara hur istider kan uppstå och försvinna. Nu presenterar en forskargrupp ledd från Japan en ny förklaringsmodell i tidskriften Nature. Och resultaten tas emot med stort intresse i Sverige.
– Den här studien ligger i forskningens frontlinje. Den tillför en hel del när det gäller den delikata balans som bestämmer uppbyggnad eller avsmältning av stora landisar, säger Veijo Pohjola, glaciolog och professor i naturgeografi vid Uppsala universitet.
Landhöjning spelar central roll
Forskarna bakom studien har kopplat samman tre olika modeller för att förklara 100 000-års cyklerna; en ismodell, en klimatmodell och en modell som tar hänsyn till vad som händer i jordskorpan och jordens mantel. Resultaten visar att det är en samverkan mellan alla de här tre faktorerna som orsakar istidscyklerna.
Ett exempel är att isen långsamt trycker ned jordskorpan när istäcket växer till, och sedan tar det mycket lång tid för jordytan att börja höja sig igen. Vid en viss tidpunkt har jordytan sjunkit så mycket att isen hamnar i varmare luft. Plötsligt tar avsmältningen fart, och när isen väl börjar smälta går det ganska snabbt.
– Det var en stor överraskning att de här tryckförändringarna är nyckeln till att avsmältningen går så fort. Men om istäcket är 3-4 kilometer tjockt sjunker markytan ungefär en kilometer lägre på grund av istrycket, vilket innebär att temperaturen är ungefär fem grader varmare, säger forskaren Ayako Abe-Ouchi.
Nordamerika drivande
I studien konstaterar forskarna alltså att det är växelspelet mellan solens värmestrålning, istäckets storlek och landhöjningen under istäcket som orsakar de karaktäristiska 100 000-års cyklerna.
En intressant konsekvens av detta är att 100 000-årscyklerna existerar enbart tack vare den unika kombination av geografi och klimat som finns på den Nordamerikanska kontinenten. Enligt forskarna är det istäcket som bildas över Nordamerika som driver istidscyklerna på hela norra halvklotet. I Skandinavien och i Sibirien är förutsättningarna annorlunda och på dessa platser blir isbildningen inte tillräckligt kraftfull för att kunna driva cyklerna.
– I norra Europa kan det inte byggas upp lika mycket ismassa som i Nordamerika, det finns inte tillräckligt stora landområden för det. Och i Sibirien är det för lite nederbörd, säger Veijo Pohjola.
Just nu befinner vi oss i slutet av en varmare period, mitt emellan två istider. Frågan är hur de pågående klimatförändringarna påverkar regelbundenheten.
– De skulle kunna försena starten av nästa nedisningsperiod, men det här behöver undersökas noggrant med hjälp av olika klimatmodeller, säger Ayako Abe-Ouchi.