istid

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.

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.

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.

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.

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.

• siste istid
• fossiler
• geologisk tidsregning

• 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.