Deler av den nordlige halvkule idag. En stor isbrekappe er det bare på Grønland, mens en ser små breer i nordlige Canada, på Island, Svalbard og Novaya Zemlya, og så vidt noen hvite prikker for Folgefonna, Jostedalsbreen og Svartisen i Norge. I Polhavet er det flytende havis.
.
Samme kartbilde som over, men her for siste istids maksimum for 20 000 år siden. Brekappen strakk seg ned til sydlige England og østover i Russland, men merk at de kaldeste områdene i Sibir var isfrie fordi det var så tørt klima. Det globale havnivået sto 125 m lavere enn idag, så England var landfast med Frankrike og Florida var mye større. Drivisen i Norskehavet gikk mye lenger sør enn vist på dette bildet.
.

Istid er betegnelsen på klimaperioder i jordens historie hvor opptil 3000 meter tykke isbrekapper dekket store deler av kontinentene og grunne havområder.

Faktaboks

Også kjent som

glasialtid

Det har vært flere perioder med istider i jordens lange historie, og i hver periode har det vært flere istider skilt av mellomistider (interglasialer). Tiden vi lever i, er en mellomistid i en istidsperiode som heter kvartær. Den har vart i 2,6 millioner år, og det har vært nesten 50 istider i løpet av denne perioden. Foregående istidsperiode ligger 300 millioner år tilbake i tid, og det har i mellomtiden vært perioder helt uten isbreer på jorden.

Årsakene til istidsperioder er helt andre enn årsakene til vekslinger mellom istid og mellomistid i en slik periode.

Spor etter nedisning

Landskapet i Norge bærer tydelig preg av istiden. Her vises tre typiske dalformer. To av dem er skurt av istidens breer: en U-formet dal og en hengende tverrdal. Den V-formede dalen (i bunnen av U-dalen) er derimot gravd ut av en elv.

/Store norske leksikon.
Lisens: Begrenset gjenbruk

Isbreer har større evne til å erodere enn noen annen geologisk kraft. Iserosjonen setter sitt preg på landskapet ved U-formede daler, innsjøer, dype fjorder mellom forrevne fjellpartier med botner, kvasse egger og spisse tinder. Underlaget der isbreen har fart fram, vil ha merker etter isbevegelsen (skuringsstriper, rundsva). I områder med mest erosjon, som på Vestlandet, er fjellet ofte renskrapt, mens det i randområdene for isbrekappene er tykke lag med morene og andre avsetninger fra breen. I Tyskland, Danmark, Nordsjøen og på den norske kontinentalsokkelen er det stedvis flere hundre meter med sedimenter som breen har gnagd av fjellet i Norge og transportert dit. Stein fra Skandinavia finnes spredt sørover helt til Nederland som svære flyttblokker, som ofte har fått egne navn.

Endemorener gir sine tydelige vitnesbyrd om hvor langt isbreen har nådd. Endemorenen i Nederland er fra nest siste istid (Saale), mens de ytterste endemorenene fra siste istid ligger i nærheten av Hamburg og Berlin. Fra siste istid viser endemorener og andre israndavsetninger forskjellige stadier av tilbaketrekning av isen.

Fordi vekten av de opptil 3000 meter tykke brekappene presset landområdene ned, strømmet havet inn over lavlandet ved slutten av hver istid. Det tok tid for landet å heve seg igjen. Derfor er strandlinjer og leiravsetninger opp til et bestemt nivå (marin grense) vanlige tegn på tidligere nedising. Marin grense i Oslo er 220 meter over havet, men lavere utover mot kysten der breen var tynnere.

I områder som ikke ble dekket av is, er elveløp etter smeltevannselver, vindblåst støv (løss) og store innsjøer (pluviale sjøer) resultater av istider. De rike kornområdene i sydlige Russland, Ukraina og prærien i USA er for en stor del betinget av fruktbar løss fra siste istid.

For påvisning av de eldre istidene i jordens historie har forsteinet morene (tillitt) vært av avgjørende betydning, spesielt i de tilfellene hvor de ligger på isskurt underlag.

Perioder med istider

Prekambrium

De eldste sporene etter istider er omkring 2300 millioner år gamle bergarter som dekker store områder i Canada, men er også funnet i Australia.

Den neste perioden med betydelige istider fant sted for 850–630 millioner år siden. Noen forskere deler denne i to. Den siste har satt spor etter seg ved grove sandsteiner (sparagmitter) og tillitter i Varanger, Innlandet, på Svalbard og i Skottland. Fordi denne istiden først ble erkjent gjennom geologiske funn av den norske geologen Hans Henrik ReuschVarangerhalvøya, har den fått navnet Varangeristiden. Det er hevdet at Varangeristidene er de kaldeste istidene jorden har opplevd, og at nesten hele jorden da var dekket av is eller frosset. Slike perioder kalles ofte «snowball Earth», «snøballjorden» på norsk.

Ordovicium-silur

Den tredje perioden med betydelig nedisning kom i ordovicium -- tidlig silur for omkring 450 millioner år siden. Det finnes godt oppbevarte spor fra denne istiden i den varmeste og tørreste delen av Sahara i Nord-Afrika og på flere av de andre kontinentene på den sørlige halvkule.

Karbon-perm

En fjerde, godt dokumentert istidsperiode hadde vi i midtre karbon og perm (for omkring 360--260 millioner år siden). Denne istiden synes å ha vært samlet omkring Sydpolen og har etterlatt seg spor i Sør-Afrika, Sør-Amerika, Australia og Antarktis.

Vår istidsperiode

Vi sier gjerne at vår istidsperiode er kvartærtiden, de siste 2,6 millioner år. Men allerede for rundt 34 millioner år siden begynte breer å vokse i Antarktis, og for 15 millioner år siden var det en svær brekappe der. Også her i nord, på Grønland og i Arktis var det store breer for over tre millioner år siden.

Årsak til istidsperiodene

Det er flere hundre millioner år mellom hver istidsperiode. Kontinentene flytter seg sakte (se platetektonikk), og jordoverflaten har derfor sett helt annerledes ut i de tidligere istidsperiodene enn de gjør i dag. Kontinentene har for eksempel i perioder ligget nær polområdene. Når kontinenter kolliderer, dannes det fjellkjeder som endrer atmosfærens sirkulasjon, og det blir sterk vulkansk aktivitet som endrer atmosfærens sammensetning.

Det er nå sannsynlig at atmosfærens innhold av CO 2 har hatt betydning også for noen av de «gamle» istidene. Forvitring av fjell spiser sakte opp CO2 fra atmosfæren, og leirpartiklene lagrer karbonet på havets bunn. Også plante- og dyrerester synker til bunns med sitt karboninnhold.

Forskere kan ikke forklare de gamle istidene like godt som de kvartære, og siden både den faste jorden og atmosfæren var så forskjellig, var det trolig ulike årsaker til de kalde periodene.

Årsak til istider og mellomistider

Det er nå enighet blant forskere at det er de nesten-periodiske Milanković-sykluser som utløser klimaendringene som gir istider og mellomistider i kvartærtiden, men at det er flere forsterkningsmekanismer som gir de store utslagene. Teorien ble etablert av den serbiske astrofysikeren Milutin Milanković i flere publikasjoner fra 1914 og utover, og i endelig form i 1941.

Teorien ble imidlertid forkastet av nesten alle, siden variasjonen i total solinnstråling til jorden er mindre enn 0,5 prosent. Disse variasjonene omfordeler innstrålingen både på breddegrader (skråning av jordaksen) og i årstider (presesjon) slik at det i løpet av årtusener er opptil 20 prosent høyere innstråling på for eksempel 65°N til visse årstider. Fordi de store kontinentene ligger på midlere høye breddegrader, er det innstrålingen her som teller.

Milanković-syklusene er funnet i noen av de gamle istidsperiodene også, for eksempel i karbon. De er også funnet i perioder uten istider. Disse syklusene er alltid til stede, selv om periodene endrer seg noe over millioner av år. Det kan virke som klimasystemet i noen perioder er sensitivt for påvirkningene fra Milanković-syklusene, men ikke i andre perioder.

Milutin Milanković påpekte selv en viktig forsterkningsmekanisme, nemlig albedo, som er et mål på refleksjon. Snø reflekterer mye mer av solstrålene enn en mørk bakkeoverflate. Blir klimaet kaldere, ligger snøen lenger om våren og kommer før om høsten. Det øker refleksjonen av solstrålene og gjør at det blir enda kaldere.

CO2 er målt bakover i tid i iskjerner fra Antarktis og har vist seg å være en viktig forsterkningsmekanisme. Under istidene lagres mye CO2 i dyphavet, og innholdet i atmosfæren blir lavere. Også metan følger dette mønsteret.

Utvikling av teorien om istider

Jens Esmark
Jens Esmark, som oppdaget at isen tidligere måtte ha strakt seg helt ned til havet i Norge. Bildet er hentet fra Carl Schnitlers bok Slegten fra 1814.
Jens Esmark

Syndfloden i Bibelen ble lenge brukt som forklaring på de store morene- og sandmassene som finnes i Nord- og Mellom-Europa; man mente at sand og steinblokker var blitt skyllet ut under en kjempeflom. Så sent som i 1830 framsatte den kjente engelske geologen Charles Lyell en teori om at flyttblokkene hadde vært frosset fast til is og fraktet med vannflommen.

Den moderne nedisningsteorien vant ikke fram før mot slutten av 1800-tallet, selv om sveitserne Bernhard Friedrich Kuhn i 1787 og Jean-Pierre Perraudin i 1815 samt skottene James Hutton i 1795 og John Playfair i 1802 hadde forklart flyttblokker ved at landområdene tidligere hadde vært dekket av isbre. Den sveitsiske ingeniøren Ignaz Venetz gav i årene 1816–1833 bevis for at breene i Alpene tidligere hadde strukket seg langt utenom det området de hadde den gang.

Den norske geologen professor Jens Esmark var imidlertid den første som konkluderte med at en isbrekappe hadde dekket et svært landområde. 1824 skrev han at Norge måtte ha vært dekket av en minst én kilometer tykk bre som rakk helt ned til havet. Et særlig vektig bevis fant han ved Vassryggmorenen i Lysefjorden («Esmarkmorenen»), hvor det ble klart for ham at «de norske fjelde have været innehyllede i is lige ned til havet, og at som følge deraf havet selv maa have været et ishav». Esmark ble imidlertid (antagelig bevisst) glemt.

Den som regnes som nedisningsteoriens (glasialteoriens) far, er sveitseren Louis Agassiz, som fra 1837 og utover gav vektige bevis for at isbreene hadde dekket store områder både i Europa og i Nord-Amerika, og, ikke minst, han var en dyktig markedsfører. Hans bok Étude sur les glaciers fra 1840 gav eksempler særlig fra Alpene og førte til at nedisningsteorien snart ble alminnelig akseptert.

Istider og mellomistider i kvartærtiden

Isbreer eroderer raskt og sterkt på underlaget. I hver ny istid blir derfor de fleste avsetninger fra eldre istider fjernet av breen. I Alpene er det imidlertid slik at isbreene i de yngre istidene ikke rakk like langt ut på lavlandet i Tyskland som de eldre. Der fant de allerede omkring år 1900 spor etter fire istider, og man trodde derfor lenge at det bare hadde vært fire.

Dette endret seg radikalt da man begynte å få borkjerner fra bunnen av dyphavet. Her avsettes leire og rester etter mikroskopiske dyr og planter kontinuerlig, og det skjer ingen erosjon. I disse borkjernene er det altså en kontinuerlig tidsserie med sedimenter som blir eldre og eldre nedover i kjernen, og som derved er et arkiv over jordens historie. Det ble en revolusjon i kunnskapen om istidene da forskerne oppdaget istidssignaler i dyphavssedimentene.

Spor av istider på bunnen av dyphavet

Figurene viser forenklet kretsløpet for vann i dag og under istiden. I dag renner vannet som fordamper og faller som nedbør tilbake til havet og isotopsammensetningen i havet blir derfor konstant. Under istiden lagres mer 16O i isbreene og 18O anrikes derved i havet.

Kurve som viser hvordan 18O-innholdet i havet har variert fra i dag og 1,8 millioner år bakover i tid. Tidsskalaen er gitt i tusenår, så 200 er 200 000 år. Navnene (og svart/hvitt) langs tidskalaen viser magnetfeltets retning: I brunhes var det som i dag, mens i matuyama lå den magnetiske nordpol nær dagens sydpol. På kurven står tallene som brukes for isotoptrinnene, 1 er vår mellomistid, 2 er siste istidsmaksimum, 5 (egentlig 5e) er siste mellomistid.

.

Det viktigste sporet av istider i dyphavssedimentene er sammensetningen av havvannet. Oksygen (O) utgjør sammen med hydrogen vann (H2O) og opptrer som tre forskjellige isotoper, 16O, 17O og 18O. Vi kaller gjerne 16O for en lett isotop og 18O for en tung. Kjemisk er det ingen forskjell, men isotopene har litt ulike fysiske egenskaper. Noe som er viktig her, er at lette isotoper fordamper mer enn tunge. Når havvannet fordamper og det dannes skyer, har derfor vanndampen litt mer 16O enn havvannet, mens havvannet er blitt anriket på 18O. Denne prosessen kalles fraksjonering. Ved kondensasjon er det motsatt, de tunge isotopene regner ut først. Resultatet er at skyen blir mer og mer anriket på lette isotoper etter hvert som den driver innover land. Det siste regnet eller snøen som faller fra skyen, er altså sterkt anriket på 16O og har samtidig ført til at havvannet er blitt anriket på 18O.

Så lenge vannet renner tilbake til havet, slik som i dag, gir dette ingen varig endring. Men når snøen begynner å akkumulere på land og det bygges opp store brekapper med is anriket på 16O, vil havet være tilsvarende anriket på 18O. Under siste istid var det for eksempel lagret så mye is på land at havnivået sank omtrent 125 meter.

Marine dyr og planter som bygger kalkskall (CaCO3), tar oksygen fra havvannet og får da (nesten) samme isotopsammensetning som vannet. Man kan altså måle vannets isotopsammensetning ved å måle på små dyr. I denne sammenhengen er det foraminiferer, noen mikroskopisk små dyr, som benyttes. Prøver av foraminiferer som er tatt ut nedover i lange borkjerner fra havbunnen, viser derved hvordan 18O har variert tusener av år bakover i tid, og derved hvordan volumet av is på land har variert. Denne metoden viser altså hvor mye is det var totalt på land, men den kan ikke skille om breene lå over for eksempel Skandinavia, Nord-Amerika eller Antarktis.

Forskjellene i isotopsammensetning fra mellomistid til istid er ganske liten. Variasjonene måles derfor som avvik fra en standard, og enheten er promille. Kurven viser at ved siste istids maksimum (isotoptrinn 2) hadde havvannet 5 promille mer 18O enn standarden, mens det i dag har 3,2 promille.

Det finnes en kompliserende faktor, og det er at det skjer en liten temperaturavhengig fraksjonering av isotopene ved dannelsen av kalkskall: 18O anrikes i kalkskall når vannet er kaldt. De to prosessene gir altså utslag i samme retning: Under istider anrikes havvannet på 18O fordi mer 16O lagres i is på land, og samtidig anrikes 18O i foraminiferene fordi havvannet er kaldt. Man har i stor grad unngått denne siste prosessen ved å bruke foraminiferer som lever på stort dyp på havbunnen (bentiske), hvor vanntemperaturen varierte svært lite fra mellomistid til istid.

Marine isotoptrinn

En forenklet marin isotopkurve som tar med siste mellomistid 5e (eem i Europa), siste istid fra 5d til 2 og vår egen etteristid eller mellomistid som startet for 11 700 år siden og som er isotoptrinn 1. Isotoptrinn 5c (Brørup interstadial i Europa) og 5a (Odderade interstadial i Europa) var svært milde perioder. Også i isotoptrinn 3 smeltet breene en del tilbake.

Kurver som viser variasjon i oksygenisotoper fra dyphavssedimenter, går mer enn fem millioner år bakover i tid. Det er en innarbeidet konvensjon at kurvetopper med lite 18O gis oddetall og de med mer 18O gis partall. Derfor er vår tid (mellomistid) isotoptrinn 1 (på engelsk Marine Isotope Stage, forkortet til MIS), siste istids maksimum er MIS 2. Slik er de nummerert bakover. Første istid i kvartær er isotoptrinn nummer 104, noe som skulle tilsi at det har vært 52 istider, men fullt så enkelt er det ikke.

Det er store variasjoner i isotopkurven med mindre topper mellom de store. Det har altså ikke bare vært kald istid eller varm mellomistid, det er mange variasjoner og mindre topper mellom disse ytterpunktene, se siste istid. Derfor bommet forskerne litt med nummereringen til å begynne med, isotoptrinn 3 ble tatt for å være en varm periode, mens vi nå regner den som en del av siste istid. Trinn 5 ble antatt å tilsvare siste mellomistid (eem) i Europa, mens det i virkeligheten bare er den eldste delen av 5, altså MIS 5e, som er eem.

Oksygenisotopkurven fra dyphavet er nå den viktigste tidsskalaen for inndeling av hele kvartærtiden. Alle avsetninger på kontinentene, ikke minst istider og mellomistider, korreleres nå med isotoptrinnene. Selv om isotopkurven viser total mengde is på jorden, er både utviklingen av iskappen og klimaet i Europa under siste istid ganske parallelle med isotopkurven.

Les mer i Store norske leksikon

Litteratur

  • Andersen, Bjørn Grothaug og Borns, Harold W. (1997). The Ice Age World: An Introduction to Quaternary History and Research With Emphasis on North America and Northern Europe During the Last 2.5 Million Years, [andre utgave], isbn 82-00-37683-4.
  • Andersen, Bjørn Grothaug (2000). Istider i Norge: landskap formet av istidenes breer, isbn 82-00-45134-8.
  • Hestmark, Geir (2017). Istidens oppdager: Jens Esmark, pioneren i Norges fjellverden. Kagge Forlag.
  • Mangerud, Jan (2003). Istider og jordas stilling i forhold til sola. Cicerone 3–2003, sidene 16–-18.

Kommentarer (2)

skrev Rune Harald Selvik

Spørsmål / kommentar I store deler av av Norge finner vi logiske spor etter istider i form av skuringsstriper, flyttblokker på nakne fjelltopper og store gjettegryter ute ved kysten. Men jeg forundrer meg over hvorfor det ikke er langt mer breavsetninger i alle daler og tverredaler, en finner stort sett fast fjell også i daler, og dype vann med bergholmer. Hvis det har vært flere istider som har skuret i hver sin tid, må flyttblokker og morenerygger sannsynligvis stamme fra den siste istiden - og flyttblokkene må da ha blitt skjøvet oppover fra lavereliggende områder. I alle fall er det litt underlig hvorfor det kan ligge mye løsmasse (og store flyttblokker) på høydedrag, og fortsatt være så mye oppstikkende fjell nedover i dalsøkk (og tverrdaler). Problemstillingen er ekstra relevant når en studerer høye og bratte vestlandsfjell.Burde det ikke være mye mer avsetninger i daler og vann?

svarte Andreas Tjernshaugen

Hei, beklager at denne kommentaren har blitt liggende ubesvart i lang tid. Vi har begrenset kapasitet til å svare på slike generelle spørsmål. Kommentarfunksjonen er ment for direkte spørsmål til innholdet i artiklene våre, slik at vi kan få rettet opp i uklarheter, feil eller mangler i teksten. Med vennlig hilsen Andreas Tjernshaugen, redaktør

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg