Aiheuttaako jäätiköiden sulaminen merenpinnan nousua?
Ilmaston lämpeneminen
Maailmanlaajuisella lämpötilojen nousulla on monia vaikutuksia, kuten merenpinnan nousu ja sademäärien muutokset, joiden seurauksena äärimmäisten sääilmiöiden yleisyyden ja voimakkuuden arvioidaan kasvavan. Muita seurauksia ovat viljelysrajojen muuttuminen, jäätikköjen peräytyminen ja eläinlajien sukupuutot.
Alpit
Luminen vyöhyke ja jäätiköt
Alpeillakin näkyy ilman viileneminen ylöspäin mentäessä noin 6,5 °C/1 000 m. Korkealla on vuoristojäätiköitä eli jäävirtoja, ja korkeimpien vuorten huipuilla on lunta ja jäätä. Suurin jäätikkö on nimeltään Aletsch. Vuoristojäätiköt syntyvät ylhäällä olevan lumen pakkautuessa jääksi suuressa paineessa. Jää valuu alas laaksoa kohti. Jäätiköt valuvat omalla painollaan lumirajan alapuolelle ennen sulamistaan ja haihtumistaan, kymmenistä satoihin metrejä lumivyöhykkeen alle. Alppien jäätiköillä on vaarallisia railoja. Eri puolilla Alppeja lumiraja on eri korkeuksilla, mutta keskimäärin se on 2 800–3 000 m. Lumiraja on paikoin niinkin alhaalla kuin 2 400 metrin korkeudessa, mutta nousee jopa 3 100 m asti. Tulva
Tulvia syntyy monella tavalla. Keväisin tulvia aiheuttavat lumien sulaminen ja jääpadot, muina aikoina muun muassa runsaat sateet. Sulamisvesi lisää virtaamia vesistöissä ja nostaa niiden veden pintaa. Jääpadot voivat nostaa veden pinnan huomattavasti normaalia korkeammalle. Merivesitulvien syy voi olla tilapäinen meriveden pinnan nousu tuulesta tai matalapaineesta johtuen tai jäätiköiden sulamisesta pidemmällä aikavälillä aiheutuva pinnan nousu. Jää
Jää- ja lumipeite vähentävät ilmaston lämpenemistä, sillä ne heijastavat auringonsäteitä takaisin avaruuteen. Tämä on yksi syy, miksi tutkijat ovat huolestuneita ilmaston lämpenemisen seurauksena häviävistä jääpeitteistä. Lumiraja
Ilmaston muuttuminen vaikuttaa lumirajan korkeuteen. Jääkaudella lumiraja aleni satoja metrejä, jopa kilometrin. Ilmaston lämpeneminen nostaa lumirajaa arviolta 150 m jokaista keskilämpötilan nousun astetta kohti. Kenotsooinen maailmankausi
Ehkä 1,05 – viimeistään 0,9 – miljoonaa vuotta sitten ilmestyi ilmastokäyrien mukaan voimistuva 100 000 vuoden suuri jääkausijakso, joka liittyy Maan radan soikeuden muutoksiin. Noin 0,9 miljoonaa vuotta sitten Pohjoinen jäämeri jäätyi ympärivuotisesti ja viimeistään noin 0,87 miljoonaa vuotta sitten valtavan suuria jäätiköitä levittäytyi Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa. Jäätiköt ovat levittäytyneet Pohjoiselle pallonpuoliskolle laajalle alueelle jäänäytteiden mukaan kahdeksan kertaa, moreeni- ja kerrostumalöytöjen mukaan varmasti viisi kertaa. Vanhin varma suurjäätiköityminen on MIS 22 Dorst noin 0,87 miljoonaa vuotta sitten tai Bavel/Elbe. Jäätiköiden levittäytyminen laajalle alueelle vaatii rajua lämpötilan laskua. Jos heinäkuun keskilämpötila laskisi 8 °C, jäätiköt olisivat huomattavasti suppeampia kuin jos lämpötila laskisi kaksi kertaa enemmän, 16 °C. Suuret jäätiköt vaativat lämpötilan tuntuvaa pudotusta. Näin vaikka lämpötila viileni melko paljon pleistoseenin alkupuolella, ei syntynyt hyvin suuria jäätiköitä. Jääkausi
Kun mannerjäätiköt ovat laajimmillaan, metsät ovat väistyneet kauas etelään ja valtaisa aro erottaa ne jäätikön reunasta. Koska jäätiköihin sitoutuu jääkausien aikana paljon vettä, merenpinta laskee huomattavasti; esimerkiksi Veiksel-jääkaudella merivesi oli alimmillaan 130–135 metriä nykyistä alempana. Kun jäätiköt olivat alkaneet sulaa, merenpinta alkoi nousta 19 000 vuotta sitten noin kaksi senttimetriä vuodessa, kiivaimmillaan ehkä 10 senttimetriä vuodessa. Laakeilla rannoilla asuneet ihmiset joutuivat siirtymään vettä pakoon kauemmaksi sisämaahan, ja suuria, äkillisiä tulvia saattoi esiintyä maa-alueilla, joilla on merenpinnan alapuolisia syvänteitä. On esimerkiksi arveltu, että Mustameri saattoi täyttyä suuressa tulvassa Bosporinsalmen kautta. Jäätiköiden virtaus
Jäätiköiden vetäytymistä säätelee lähinnä niiden sulaminen, jota tapahtuu eniten reunoilla. Monesti kylmän ilmaston jäätikkö on jäätynyt päätteestään kiinni. Jääkausien syyt
Nollasulaminen 0 asteessa vastaa suunnilleen vuoden keskilämpötilaa −10 °C. Jään sulamisnopeus paksuuden suhteen riippuu jyrkästi lämpötilasta. Jos vuoden keskilämpötila on −10 °C:n sijasta −5 °C, jäätä sulaa noin metri vuodessa. Näin jäätiköt ovat herkkiä kesälämpötilojen muutoksille. Jäätikköjoki
Yleensä jäätikön pohja on kylmyydestä johtuen jäätynyt kallioon kiinni. Jos jäätä on tarpeeksi paksu kerros, aiheuttaa kasvanut paine jään sulamispisteen kohoamisen ja jää sulaa jäätikön pohjalla. Sulannut vesi kertyy kovassa paineessa sellaisiin paikkoihin, jossa paine on pienempi kuin aivan pohjalla. Sellaisia ovat murtuneen jään halkeamien yläosat, jäätikkökaivot, jäänalaiset tunnelit ja jäätikön reuna. Jään painosta syntyvä paine siis työntää vettä jäätikön pintaa tai reunaa kohti eli tavallaan ylöspäin. Jääkausien syyt
Jääkausien syyt ovat niitä tekijöitä, jotka muuttavan maapallon ilmastoa niin että syntyy suuria mannerjäätiköitä. Nykynäkemyksen mukaan jääkausien alkuperä on mantereiden, merivirtojen, ilmakehän ja maan akselin sekä radan pitkällä aikavälillä tapahtuvissa muutoksissa. Nämä muuttavat Maan eri alueiden ilmastoja ja luovat ajoittain otolliset olot suurille jäätiköille. Jäätiköiden virtaus
Jos ilmasto lämpiää, kylmäpohjaisen jäätikön pohjalämpötila nousee painesulamispisteeseen. Samoin vaikuttaa jäätikön massan kasvu. Jos lumentulon määrä kasvaa, jää muokkautuu eli deformoituu, mikä tuottaa deformaatiossa syntynyttä kitkalämpöä. Jään pohjalle voi saapua vettä esimerkiksi pintasulamisesta jäässä olevien vetisten luolien kautta. Myös maalämpö voi sulattaa jäätikön pohjaa. Näin jäätikkö voi olla liikkumaton tai virrata eri tekijöiden vuoksi jopa kymmeniätuhansia metrejä vuodessa. Monien jäätiköiden on huomattu virtaavan nopeammin sulamisajan alussa ja joskus rankkasateiden jälkeen. Jää virtaa monesti nopeammin päivällä kuin yöllä. Alustan muoto ja kitka sekä jäätikön paksuus vaikuttavat liikenopeuteen. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
James Hansenin arvion mukaan merien sitoutuminen on 0,6–0,8 W/m. Valtameret sisältävät 50-kertaisen määrän hiilidioksidia ilmaan verrattuna. Meri sitoo 4 mrd. tonnia CO/aari. Hiilidioksidin sitoutuminen ja vapautuminen on dynaaminen kaksisuuntainen reaktio: Sitoutuminen nousee lämpötilan laskiessa ja laskee lämpötilan noustessa. On mahdollista, että meristä tulee lämpötilan noustessa hiilinielujen sijaan suuri hiilipäästölähde. Pasi Toiviaisen mukaan vuoden 2000 jälkeen ilman hiilidioksidipitoisuus on kohonnut nopeammin kuin päästöjen perusteella pitäisi. Veiksel-jääkausi
Eri alueiden jäätiköt kasvoivat, laajenivat ja supistuivat Arktiksen alueella hieman eri tahtiin. Merten lähellä jäätiköt laajenivat maksimiinsa ensimmäisenä, mutta mantereiden keskiosissa maksimiraja saavutettiin sitä myöhemmin, mitä kauempana alue oli merestä. Jäätikkö patosi suuria jääjärviä, kuten Baltian jääjärven. Jääjärvet saattoivat tyhjentyä katastrofaalisen voimakkaasti. Esimerkiksi noin 90 000 vuotta sitten tyhjeni Pohjois-Siperiassa Karanmeren tienoilla jään sulamisen takia suuria jääjärviä eikä tälle alueelle kasvanut viimeisen jääkausimaksimin aikana suurta jäätikköä. Jäätikkö muutti joillain seuduilla jokien juoksua, koska se oli joen tiellä. Ilmastonmuutokseen sopeutuminen
Mahdollisia vaikutuksia ympäristölle ja sivilisaatiolle on monia, pääasiassa kuitenkin keskimääräisen lämpötilan nousu kaikkialla maailmassa. Tämä johtaa mm. merenpinnan tason nousuun ja äärimmäisten sääilmiöiden yleistymiseen. Jääkausi
Jääkausi on kausi, jolloin maapallolla on suuria mannerjäätiköitä. Jäätiköiden laajeneminen johtuu ilmaston viilenemisestä. Laajetessaan ja vetäytyessään jäätiköt ovat muokanneet maaperää huomattavasti. Jääkausien syyt
Jääkaudella tapahtuva laaja jäätiköityminen edellyttää huomattavaa ilmaston kylmenemistä, varsinkin kesällä, sekä kohtuullisia lumisateita talvella. Kylmeneminen muuttaa jäätiköiden tasapainoa niin, että jäätiköt kasvavat suuriksi. Lumi ja jää sulavat yli nollassa asteessa, edellyttäen että lämmintä kestää kyllin kauan. Näin ollen kylmä kesä, jolloin lämpötila ei nouse yli nollan asteen, synnyttää jäätikköilmaston. Merenpinnan nousu
Menneitä merenpinnan vaihteluita voidaan rekonstruoida erilaisten proksiaineistojen avulla. Merenpohjaan fossiloituneiden kalkkikuoristen eliöiden happi-isotooppisuhde on eräs tällainen tietolähde. Hapen isotooppien suhteellinen määrä merivedessä vaihtelee mannerjäätiköiden laajuuden mukaan, sillä hapen kevyemmän isotoopin (happi-16) sisältävät vesimolekyylit haihtuvat raskaita vesimolekyylejä (happi-18) herkemmin. Mannerjäätiköille satavaan lumeen kevyttä isotooppia kertyy siksi enemmän, jolloin sen määrä merissä vähenee. Happi-isotooppisuhteen lisäksi muita tietolähteitä menneistä merenpinnan vaihteluista ovat muinaisten rantaviivojen jäänteet, kuten fossiloituneet koralliriutat. Jääkausi
Jääkausi alkaa, kun vuoristojäätiköt alkavat laajeta ilmaston viilenemisen tai talvien sateisemmiksi muuttumisen myötä. Talvisin lunta kertyy vuorille yhä enemmän ja enemmän, ja tarpeeksi laajentuessaan vuoristojäätiköt alkavat työntyä laaksoja pitkin alemmas. Mukanaan jää raastaa maata ja suuria kiviä, ja jään päälle sortuu ajoittain kiviä ja maata sitä reunaavilta rinteiltä. Jään kuljettama aines kasautuu valliksi jäätikön sulavaan reunaan, jolloin voi syntyä suuriakin reunamoreeneja. Jäävirran pohjassa kulkevat kivet kuluttavat laaksojen pohjia, jolloin syntyy U-kirjaimen muotoinen laakso. Vuoristojäätikön pohjalta purkautuva vesi synnyttää jokia. Niiden vaikutuksesta jään edustalle muodostuu laveita soraikkoja, jotka voivat olla satojen neliökilometrin laajuisia. Seuraava jääkausi
Joissain taideteoksissa on kuvattu New Yorkin pilvenpiirtäjiä pistämässä jäätikön tai jäävuorimeren keskeltä. Nämä kuvat eivät vastaa todellisuutta. Jos jäätikkö leviäisi pilvenpiirtäjäkaupunkiin, se työntäisi edetessään pilvenpiirtäjät maan tasalle ja jauhaisi betonin moreeniksi. Merenpinta ei jääkaudella nouse nykyistä merenpintaa ylemmäksi. Teoreettinen mahdollisuus on, että merenpinta ensin nousisi lämpökauden mukana, mikä pysäyttäisi termohaliinikierron, jolloin jäät ajelehtisivat rakennusten lomassa ilmaston viilettyä. Grönlannin maantiede
1990-luvun puolivälissä sulamisvedet nostivat merenpintaa 0,13 millimetriä vuodessa, kun taas vuosina 1997–2003 vuosittainen määrä oli jo 0,25 millimetriä. Jos mannerjäätikkö sulaisi kokonaan, se nostaisi merenpintaa kuudella metrillä. Korallieläimet
Ilmaston lämpeneminen uhkaa koralliriuttoja sekä merenpinnan nousun että varsinkin pintaveden lämpötilan nousun kautta. Jos merivesi lämpenee 1–2 astetta, lämmönsietokykynsä äärirajoilla elävät korallit vaalenevat. Jos lämpötila nousee 3–4 astetta, koko riutta voi tuhoutua. Kenotsooinen maailmankausi
Ensimmäinen vaihe merivirtojen viilentävissä muutoksissa oli maapalloa huomattavasti jäähdyttävän kylmän merivirran syntyminen eteläisille merille. Eoseenin lopuilla noin 40–35 miljoonaa vuotta sitten lämpötila romahti. Noin 33,7 miljoonaa vuotta sitten merien lämpötila romahti, ja koettiin kaksi hyvin kylmää kautta 300 000 vuoden välein. Tämä johtui siitä, että Australia etääntyi hyvin kauas Etelämanteresta. Nyt Etelämantereen ympärillä alkoi täysin vapaasti pyöriä mannerta viilentävä kylmä merivirta. Australia ei enää ohjannut Etelämantereen kylmiä vesiä lämpenemään. Etelämanner jäätyi, mikä viilensi maapalloa. Samoihin aikoihin Tethysmeri, Euroopan ja Afrikan välinen Välimeren edeltäjä kapeni. Tämä kuristi maapalloa lämmittävää päiväntasaajan seutua kiertävää lämmintä merivirtaa. Syntyi kylmä syvävesi. Eteläisen Tyynenmeren lämpötila oli enää 10 °C, ja hieman alle 35 miljoonaa vuotta sitten merien pintaveden lämpötila laski uudestaan muutaman asteen. Näihin aikoihin mannerliikunnoissa Intia oli jo hyvin lähellä Aasiaa. Myös Grönlannissa oli ajoittain mennerjäätiköitä 38–30 miljoonaa vuotta sitten. Samoin noin 35 miljoonaa vuotta sitten ilmakehän hiilidioksidipitoisuus alkoi aleta, ja hiilidioksidia sitovien kivien rapautumine voimistua, mikä päätellään valtameren kerrostumien raskaasta strontiumista. Näihin aikoihin myös Himalaja ja Tiibet kohosivat voimakkaasti.
Noin 25–15 miljoonaa vuotta sitten Etelä-Amerikka irtosi asteittain Etelämantereesta, mikä mahdollisti kylmän merivirran pyörimisen täysin vapaasti Etelämantereen ympärillä. Toinen puolisko Etelämannerta jäätyi jo 17 miljoonaa vuotta sitten, ja toinenkin 10 miljoonaa vuotta sitten. Toinen maapalloa viilentänyt syy oli päiväntasaajaa kiertävän lämpimän merivirran katkeaminen. Noin 40–35 miljoonaa vuotta sitten alkoi Afrikan ja Euraasian välissä ollut Tethysmeri kaveta. Jääkausi
Maan ilmasto vaihtelee eri pituisilla jaksoilla eri syistä. Satojen ja kymmenien miljoonien vuosien pituiset vaihtelut ovat ensisijaisesti mannerliikuntojen aiheuttamia. Toinen mahdollinen aiheuttaja on vuoristojen ja niihin liittyvien jäätikköjen synty ja häviäminen. Jääkausien mittakaavassa eli kymmenen ja sadan tuhannen vuoden välein tapahtuvat muutokset liittyvät maapallon kiertoradan jaksollisiin muutoksiin. Merenpinnan nousu
Suomen rannikolla merenpinnan taso on pitkään laskenut suhteessa maahan jääkauden jälkeisen maankohoamisen seurauksena. Maankohoaminen jatkuu edelleen: Suomenlahdella sen vauhti on noin 4–5 mm vuodessa, Perämerellä jopa 9–10 mm vuodessa. Maankohoaminen ja merenpinnan nousu muuttavat rantaviivan sijaintia vastakkaisiin suuntiin, ja maankohoaminen kumoaakin Suomessa suuren osan merenpinnan noususta. Toisaalta myös jäätiköiden sulamisesta johtuvat painovoimakentän muutokset aiheuttavat sen, että merenpinnan nousun arvioidaan jäävän Suomen rannikolla ilman maankohoamistakin hieman (noin 20 %) maailmanlaajuisen keskiarvon alapuolelle. Jäätiköiden virtaus
Kun jään paksuus ja paine kasvaa yli tietyn rajan, jääkiteet muokkautuvat uudelleen, mikä mahdollistaa jään muovautumisen. Jääkiteet nimittäin järjestyvät yhdensuuntaisiksi kerroksiksi, jotka voivat leikkausjännityksen takia liukua toistensa ohi kuin korttipakan kortit. Jääkiteet hajoavat liuskoiksi. Jään muovautuminen on myös mahdollista siten, että sen kiteiden atomikerrokset liukuvat toistensa ohi. Jäävuori
Jäävuoret saattavat olla vaarallisia laivoille: kuuluisin jäävuoren aiheuttama onnettomuus lienee Titanicin uppoaminen vuonna 1912 sen törmättyä jäävuoreen. On arvioitu, että kyseinen jäävuori olisi irronnut Länsi-Grönlannin jäätiköstä kaksi vuotta aiemmin ja kuten monet muutkin jäävuoret, kulkeutunut merivirtojen mukana Pohjois-Atlantilla kulkevalle laivareitille. Laivan uppoamisen jälkeen alueella kuvattiin useita jäävuoria, mutta ei tiedetä, että mikä niistä laivan oli upottanut. Laivojen lisäksi vaikkapa öljynporauslauttoihin saattaa törmätä jäävuoria. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Viimeaikaiset tutkimukset vuosilta 2012 ja 2013 ovat kuitenkin pienentäneet arviota lämpenemisestä selvästi. Naturessa vuonna 2013 julkaistu tutkimus arvioi lämpenemiseksi enää 1,3 astetta hiilidioksidin määrän noustessa kaksinkertaiseksi.
Maapalloa suoraan lämmittäviä tai viilentäviä tekijöitä, kuten auringon aktiivisuutta, vulkaanisia päästöjä, muutoksia maan kiertoradassa ja kasvihuonekaasuja kutsutaan säteilypakotteiksi. Mikään pakotevaikutus ei ole välitön, vaan vaikutukset ilmenevät hitaasti pitkällä aikajänteellä. Vaikka kasvihuonekaasujen pitoisuudet pysyisivät nykytasolla, ilmasto luultavimmin lämpenisi edelleen 0,5 °C ja merenpinta jatkaisi nousuaan yli tuhannen vuoden ajan. Jäähylly
Koska jäähyllyt kelluvat, niiden sulaminen tai hajoaminen ei periaatteessa nosta merenpintaa. Epäsuorasti ne voivat kuitenkin vaikuttaa merenpinnan tasoon. Etelämantereen jäähyllyjen laajamittainen murtuminen saattaisi nopeuttaa jään virtausta pois mantereelta, koska hyllyt toimivat eräänlaisena jarruna jäätikön virtaukselle. Lisäksi jään sulaminen voisi nopeutua, koska jäähyllyt pitävät lämpimämmän ilman loitolla mannerjäätiköstä. Antarktiksen niemimaalla, jossa jäähyllyjen murtumista on tapahtunut, on jo havaittu joidenkin jäätiköiden liikkeen nopeutuneen. Myös Grönlannin suurimman laskujäätikön, Jakobshavn Isbræn, liikkeen kiihtyminen näyttää olevan yhteydessä jäätikön kelluvan kielekkeen vetäytymiseen. Jäätikön liikkeeseen vaikuttavat kuitenkin monet tekijät, ja jäähyllyjen vaikutus siihen on yhä kiistanalainen asia. Maapallon kasvihuonetila ja jääkausitila
Merivirrat tasaavat lämpötilan vaihteluita maapallolla. Tietty mannerten jakauma estää merivirtojen kiertoa, joka tasaa lämpöä ja voi edistää jäätiköitymistä. Maapallolla vallitsee lämmin kausi silloin, kun päiväntasaajan seuduilla kiertää koko maapallon ympäri lämmin merivirta. Kylmä kausi vallitsee, jos mantereet katkovat tämän yhtenäisen päiväntasaajaseudun virtauksen, niin kuin nykyään Pohjois- ja Etelä-Amerikan välinen kannas ja Afrikka ja Euraasia. Merenpinnan lasku jääkaudella
Ns. Keski-Veiksel-kaudella (MIS 3:n jälkipuolisko noin 50 000-30 000 vuotta sitten) meren pinta vaihteli välillä 60-80 m nykyisen tason alapuolella.
Noin 30 000 vuotta sitten hieman ennen pahimman jäätiköitymisen alkua meren pinta oli noin 90 metriä nykyisen alapuolella, jonka jälkeen merenpinta alkoi laskea nopeasti, saavuttaen lähes minimin noin 26 000 vuotta sitten. 
Meren pinta oli alimmillaan viime jääkauden huippuvaiheessa joskus 22 000-21 000 kalenterivuotta eli 18 000 radiohiilivuotta sitten. 21 000 vuotta sitten meren pinta oli 116 metriä nykyistä alempana, ja alkoi nousta noin 19 500 vuotta sitten, ja hyppäyksellisesti noin 17 500 vuotta sitten. Mutta merenpinta oli 16 800 vuotta sitten vielä noin 105 m nykyisen tason alapuolella, ja 15 000 vuotta sitten 95 metriä.
Merkittävämpi, nopea sulaminen käynnistyi noin 14 700 vuotta sitten.
10 000 kalenterivuotta sitten merenpinta oli 40 metriä nykyistä alempana.
Tämän jälkeen meren pinta nousi hitaasti, ja noin 5500 vuotta sitten merenpinta oli 5m nykyistä alempana.
Tämän suuren vaihtelun päällä merenpintatasossa tapahtui pienempiä muutoksia noin 1000 - 2000 vuoden jaksoissa. Jää
Valtaosa maapallon jäästä on jäätiköissä. Jääkaudella jäätiköt levittäytyvät laajoille alueille ja jättävät vetäydyttyään jälkeensä monenlaisia luonnonmuodostumia. Jäätiköt muodostuvat, kun lumi puristuu jääksi päälle satavan lumen painon vuoksi. Lumi muuttuu jääksi, kun sen sisältämät ilmahuokoset umpeutuvat ilmakupliksi: tällöin lumen tiheys on noin 0,83 kg/dm³. Jäätä on myös muilla taivaankappaleilla, kuten komeetoilla. Viime jääkausi Suomessa
Viimeisimmän jääkauden jälkeen alkoi Suomessa ja Skandinaviassa maaperän kohoaminen, joka jatkuu yhä Itämerellä. Jääkaudella noin 20 000 vuotta sitten yhtenäisen jäätikön muodostanut, jopa kolmen kilometrin paksuinen mannerjää painoi Itämeren aluetta valtavalle lommolle. Samalla se ruhjoi Itämeren päämuodot esiin. Kun jäätikkö alkoi sulaa, maankuoreen tullut lommo alkoi oieta ja maa kohota. Alussa maa kohosi nopeasti, mutta se hidastui vähitellen. Maankohoaminen jatkuu vieläkin: nopeinta se on Perämerellä, josta jääpeite suli viimeisenä. Itämeren eteläosissa maa ei enää kohoa, vaan vajoaa Tanskan salmissa. Lumi
Ellei maahan satanut lumi sula heti, siitä muodostuu maan pinnalle lumipeite, kunnes se sulaa tai haihtuu. Jos kaikki lumi ei kesälläkään ehdi sulaa ja sitä kertyy maahan joka vuosi lisää, se kovettuu vähitellen jäätiköksi. Napa- ja vuoristojäätiköt ovatkin syntyneet näin. Merenpinnan nousu
Lämpölaajenemisen on arvioitu nostaneen merenpintaa noin 0,8 millimetrillä vuodessa aikavälillä 1971–2010 ja noin 1,1 millimetrillä vuodessa aikavälillä 1993–2010. Toisin sanoen vajaa puolet havaitusta noususta on ollut lämpölaajenemisen aiheuttamaa, vuodesta 1993 noin kolmannes. Jääkausien syyt
Uutta jäätikköä syntyy tiivistymällä syvälle vajoavasta lumesta. Jäätikkö kasvaa, jos lumisateet ovat kyllin voimakkaita estämään jäätikön kulumisen muun muassa sulamisen ja jäävuoriksi lohkeilun kautta. Jääkautta edistää suuri lumen sademäärä talvella, ja alhainen lämpötila kesällä. Merien lähellä on monesti runsaasti kosteutta talvisiin voimakkaisiin lumisateisiin. niinpä mannerjäätiköt alkavat laajeta merien läheltä. Jäätiköitymistä edistää lauha, lumisateinen talvi ja viileä kesä. Kuiville alueille syntyy jäätikön sijasta pelkkä ikirouta. Jäätikön tase on positiivinen lumirajan yllä. Jäätikkö pyrkii useimmiten häviämään valumalla lumirajan alle, mikä näkyy erityisen selvästi vuorijäätiköissä ja Islannissa. Kosteus ja kohtalainen kylmyys alentavat lumirajaa ja luovat mantereille jäätiköitä. Niinpä mannerjäätiköiden alueella lumiraja on maanpinnan tasossa tai hyvin alhaalla. Skateholmin kalmistot
Jääkauden aikana suuret mannerjäätiköt sitoivat runsaasti vettä itseensä ja valtamerien vedenpinta aleni kymmeniä metrejä. Silloin Pohjanmerellä paljastui suuria alueita nykyistä merenpohjaa, ja esimerkiksi Tanskan nykyiset salmet ja saaret sekä Etelä-Ruotsin väli Bornholmiin olivat tällöin maatuneet. Boreaalisella ja atlanttisella ilmastokaudella meri kohosi peittäen asteittain alleen edellä mainitut maa-alueet sekä yhdisti silloisen Itämeren salmen kautta valtameriin. Itämeren silloista vaihetta kutsutaan Litorinamereksi, ja se on ollut silloin jopa neljä kertaa suolaisempi kuin nyt, mutta ei vielä yhtä suolainen kuin valtameret. Tällaisessa murtovedessä viihtyivät sekä suolaisen että makean veden eliöstöt. Meriyhteys on piristänyt rannikon ekosysteemiä ja tuonut lisää väestöä seudulle. Jäähylly
Jäähyllyjä ruokkii jäätikön virtaus mantereelta. Massaa kertyy myös jäähyllyn päälle satavasta lumesta ja joskus hyllyn pohjaan jäätyvästä vedestä. Jäätä puolestaan poistuu sulamisen ja jäävuorten lohkeamisen kautta. Lohkeamisprosessia kutsutaan myös jäävuorten poikimiseksi. Tavallisesti jäähylly ohenee avomerelle päin, koska jäähylly leviää oman painonsa alla ja hyllyn pohjassa tapahtuu sulamista. Jäähyllyjen pohjalla tapahtuvaa sulamista on vaikea arvioida, mutta sen selvittäminen olisi tärkeää erityisesti Etelämantereen mannerjäätikön massataseen määrittämiseksi. Suuri osa Antarktiksen ablaatiosta eli massan poistumisesta tapahtuu juuri jäähyllyjen alta sulamalla. Pintasulanta on yleensä suurilla jäähyllyillä merkityksetöntä, kuten koko Etelämantereella muutenkin. Merenpinnan nousu
Mannerjäätiköt ovat valtamerten jälkeen maapallon toiseksi suurin vesivarasto, ja niiden koko vaihtelee ilmasto-olojen mukaan. Kylmien ilmastokausien aikana vettä sitoutuu meristä kasvaviin mannerjäätiköihin, ilmaston lämmetessä pienenevät jäätiköt nostavat merenpintaa. Kvartäärikaudella viimeisten 2,6 miljoonan vuoden aikana kylmät jääkaudet ovat vuorotelleet lämpimien ja lyhyempien interglasiaalien kanssa, ja merenpinnan taso on vaihdellut näiden ilmastosyklien mukaisesti noin 120–140 metrin verran. Jäätiköiden virtaus
Jäätiköiden virtaus on jäätiköiden liikettä oman painonsa ansiosta. Jää liikkuu, koska se on muovautuvaa suurissa paineissa, ja joillakin alueilla paine ja kitka sulattavat jäätä vedeksi. Vesi lisää jään muovautuvuutta ja liukastaa alustaa. Jään liikenopeus riippuu muun muassa siihen kohdistuvasta rasituksesta ja jään lämpötilasta. Kylmät, loivat mannerjäätiköt virtaavat erittäin hitaasti, mutta jyrkät, lämpimät jäätiköt hyvin nopeasti. Ilmasto
Maapallon ilmaston hitaimmat muutokset ovat seurausta erilaisista geologisista muutoksista, kuten mannerten hitaasta liikkumisesta sekä vuoristojen synnystä ja häviämisestä. Mannerten liike muuttaa merivirtoja, millä on suuri vaikutus paikallisiin ilmastoihin. Jäähtymisen seurauksena kasvanut mannerjäätikkö jäähdyttää ilmastoa edelleen heijastamalla Auringon säteilyn takaisin taivaalle. Viime jääkausi Suomessa
Maan kohoaminen jatkuu yhä Suomessa, ja sen arvioidaan johtavan Perämeren eristymiseen omaksi järvekseen, kun Merenkurkku kuroutuu umpeen. Maan kohoaminen muuttaa rantaviivaa, kun merenlahtia kuroutuu järviksi ja kuivuu niityiksi, salmet madaltuvat ja saaret kasvavat kiinni toisiinsa ja mantereeseen, luotoja ja kareja kohoaa merestä. Uusi rantaviiva muotoutuu kallioperän, maaperän ja paikallisen ympäristön ominaisuuksien mukaan. Merenpinnan lasku jääkaudella
vuotta sitten - taso metreissä verrattuna nykyiseen Maankuori
Maankuorella on taipumus isostaattiseen tasapainoon, eli jos esimerkiksi jäätikkö painaa maankuorta, jäätikön hävittyä maankuori palautuu takaisin. Tämä aiheuttaa esimerkiksi Itämeren altaan keskiosisissa, keskisessä Fennoskandiassa Pohjanlahden kummankin puolen viimeisen jäätiköitymisen jälkeen alkanutta ja edelleen jatkuvaa maankohoamista. Isostaattinen tasapaino tarkoittaa myös sitä, että korkeiden vuorten kohdalla mannerlaatta on hyvin paksu, sillä mannerlaatat kelluvat alla olevassa vaipassa kuin jäävuoret vedessä: korkein ulottuu syvimmälle pinnan alle. Halokliini
Suolaisuuseroja voivat merissä aiheuttaa jokivalunta, joka tuo meriin makeaa vettä, sadanta, joka makeuttaa pintakerrosta ja haihdunta, joka tekee siitä suolaisemman. Lisäksi merijään muodostuminen tekee veden pintakerroksesta suolaisemman, sillä jää hylkii suolaa. Vastaavasti jään sulaminen makeuttaa pintakerrosta. Merenpinnan nousu
Mannerjäätiköiden virtausmuutoksia, joita ilmastomalleilla ei pystytä kunnolla laskemaan, on skenaarioissa arvioitu julkaistujen tieteellisten tulosten pohjalta. Niiden riippuvuutta päästökehityksestä ei pystytä toistaiseksi arvioimaan. Kysymysmerkki on lisäksi Länsi-Antarktiksen mannerjäätikön kehitys: jäätikkö on mahdollisesti epävakaa ja voi teoriassa hajota suhteellisen nopeasti ilmaston lämmetessä, sillä sen pohja on suureksi osaksi merenpinnan alapuolella. Etelämantereen mannerjäätikön epävakaiden osien hajoaminen on raportissa arvioitu ainoaksi tekijäksi, joka voi nostaa merenpintaa huomattavasti todennäköistä arviota korkeammalle. Mahdollinen lisänousu olisi luultavasti korkeintaan joitakin kymmeniä senttimetrejä vuoteen 2100 mennessä. Merenpinnan nousu
Vuodesta 1992 eli TOPEX/Poseidon-satelliitin laukaisusta alkaen tarkkaa merenpinnan korkeustietoa on saatavilla satelliittihavainnoista. Satelliitit mittaavat merenpinnan korkeutta mikroaaltotutkalla suhteessa johonkin geodeettiseen korkeustasoon. Mittauksista poistetaan aallokon, vuorovesien, ilmanpaineen ja muiden lyhytaikaisten vedenkorkeuden vaihteluiden vaikutus, jonka jälkeen keskimääräinen merenpinnan taso saadaan laskettua noin 5 mm:n tarkkuudella. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Lumipeitteiden vetäytymisellä, jäätikköjen sulamisella, merenpinnan nousulla ja vesistöjen lämpenemisellä on mittavia vaikutuksia ekosysteemeihin. Ekosysteemien rakenteissa ja toiminnoissa sekä lajien vuorovaikutuksessa ja alueissa on odotettavissa merkittäviä, biodiversiteetin sekä veden- ja ruoantuotannon kannalta pääosin haitallisia muutoksia. Jäätikkö
Jäätiköt ovat sulaneet nopeasti ilmaston lämpenemisen takia, ja sulamisen odotetaan jatkuvan. Jää- ja lumipeite vähentävät maapallon lämpenemistä, sillä ne heijastavat auringonsäteitä takaisin avaruuteen. Tämä on yksi syy, miksi tutkijat ovat huolestuneita ilmaston lämpenemisen seurauksena häviävistä jääpeitteistä. Jäätiköiden virtaus
Joidenkin, mutta ei kaikkien, jäätiköiden tiedetään saavan nopeita "purkauksia" (surge). Tällöin jään virtaus kiihtyy normaalia nopeammaksi. Purkausten väli voi Pohjois-Amerikan jäätikössä olla luokkaa 10–200 vuotta. Ne kestävät muutaman tunnin tai vuoden. Jäätikön nopeus purkauksessa voi olla jopa 5 metriä tunnissa (Bruarjökull Islannissa 1963–1964), tyypillisesti noin 10–100 kertaa normaalia nopeampi. Tämä johtuu jäässä tai alustassa tapahtuvista muutoksista, jota sanotaan jäänjäristykseksi. Purkauksia tapahtuu kymmenien vuosien välein, esim. Variegrad-jäätikössä Alaskassa 16–21 vuoden välein. Purkauksessa jää virtaa jopa 10–100 kertaa normaalia nopeammin. Kun jää virtaa nopeasti, siihen syntyy pinnalle railoja, kuiluja ja jäälohkoja. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Suuret mannerjäätiköt reagoivat ilmaston muutoksiin hyvin hitaasti, jopa vuosituhansien aikaskaalassa. Yhdysvaltain avaruusjärjestö NASAn mittausten mukaan Antarktiksen lämpötila on yleisesti laskenut vuosien 1982–2004 välisenä aikana.
Lämpötila on laskenut melko epätasasisesti eri alueilla, ja eniten lämpötila on laskenut keskellä Antarktista. Lämpötilan lasku on kokoluokaltaan noin 0–0,2 °C, mutta Antarktiksen ympärillä on havaittavissa lämpötilan nousua. Tulokset perustuvat muutamien NOAA-satelliiteissa oleviin AVHRR-sensoreiden tekemiin mittauksiin jään lämpötilasta. Ilman lämpötilan vaihteluita ei ole mitattu. NASAn mukaan yksi mahdollinen selitys lämpötilan nousulle on, että ympäröivän meren lämpiämisen johdosta sadanta Antarktiksella on noussut ja lisääntynyt lumisade on viilentänyt keskustaa. Toinen mahdollinen selitys on NASAn mukaan on, että yläilmakehän otsoni absorboi tehokkaasti UV-säteilyä, mutta otsonikadon takia stratosfääri on viilentynyt, mikä on taas vahvistanut polaaripyörrettä, joka estää lämpimän ilman pääsyn mantereen keskustaan. Merenpinnan nousu
Merenpinnan keskimääräinen taso voi nousta periaatteessa kolmella tavalla:Meriveden tilavuus kasvaa sen lämmetessä, mikä nostaa merenpintaa. Vuodesta 1971 tehtyjen mittausten perusteella meret ovat imeneet yli 90 % ilmastojärjestelmän ylimääräisestä lämmöstä ja merien lämpötilat ovat todennäköisesti nousseet ainakin 2 000 metrin syvyydeltä. Suuren lämpökapasiteettinsa vuoksi meret pystyvät varastoimaan suuren määrän energiaa. Meren pintakerros lämpenee nopeimmin, ja sekoittumisprosessit siirtävät lämpöä hitaasti syvemmälle. Jääkausien syyt
Jääkausien aikana merivesi on vielä syksyllä lämmin, jolloin mantereet alkavat jäähtyä. Tämä synnyttää talvella runsaita lumisateita, koska lämmin merivesi haihduttaa kosteutta ilmaan. Niiden uskotaan kytkevän kylmimmiksi ajaksi Pohjois-Atlantin ja Jäämeren rajalla syvävettä tuottavan Golf-virtaan liittyvän termohaliinikierron värähtelevään tai huomattavasti heikentyneeseen tilaan, mikä viilentää jäätiköitymisen alkaessa äkkiä joitain pohjoisia alueita. Nykyäänhän termohaliinikiertoon kuuluva Golf-virta lämmittää esimerkiksi vuoristoisen Skandinavian rannikoita mikä estää laajan jäätiköitymisen siellä. Subglasiaalinen uoma
Paine jäätunneleissa saattaa painaa sulamisvettä hyvinkin vauhdikkaasti eteenpäin ja veden virtaus tempaa mukaansa routaisesta maankamarasta, joka on usein moreenia, irti sulanutta maa-ainesta ja kiviä. Uoma syntyy veden ja irronneen maa-aineksen yhteisvaikutuksesta, kun se hioo syvenevästä uomasta pois aina uusia moreenikerroksia. Jäätikköjoen eroosio kuluttaa alla olevaa maankamaraa siinä missä mannerjäätikön seinämien jäätäkin. Jos tunnelissa virtaava jäätikköjoki on pitkäikäinen, tavoittaa eroosio lopulta moreenipatjan alla olevan kallioperän. Kallion rikkinäinen pintakaan ei kestä jäätikköjoen eroosiota, vaan siitä irtoaa pintakalliota pois ja vasta ehjä kallio voi pysäyttää eroosion. Ehjä kalliopintakin voi vielä kulua sileäksi, mitä todistavat silokalliopinnat ja hiidenkirnut kurujen pohjilla. Ne ovat syntyneet, kun veden kuljettamat kivet ovat kulutaneet puhdasta kivipintaa riittävän pitkään. Lumi
Lumisateen ohella lumikiteitä muodostuu pieniä määriä myös jääsumun kehittyessä. Uusia lumikiteitä muodostuu runsaasti myös ilmakehän vesihöyryn asettuessa uusiksi jääkiteiksi suoraan olemassa olevan lumi- tai jääpeitteen, tai vaikkapa pakkasella olevan ikkunalasin päälle (kuuran synty). Pintakuuran kehittyminen voi myös muuttaa lumipinnan fysikaalisia ominaisuuksia (esimerkiksi albedo, suksen luisto lumella), vaikka lumen määrään sillä on yleensä vain pieni vaikutus. Mikäli lumipeite kasvaa pintaan ilmavirtauksen myötä iskeytyvien nestemäisten pilvi- tai sumupisaroiden johdosta, on kyseessä huurteen muodostuminen. Erityisesti tuntureilla, vuoristossa sekä meren tai avointen vesien (joet, järvet) äärellä huurtuminen on erittäin merkittävä lumipeitteen syntytapa. Meiendorf-interstadiaali
Meren pinta nousi 20–35 m välillä 14700-13500 vuotta, vuositasolla 30–60 mm/v. Tätä sanotaan usein sulavesipulssiksi 1A (MWP 1A). Ehkä suuren sulaveden vapautumisen takia noin 14 500 kalenterivuotta sitten Antarktis viileni 3C niin sanottuun ACR-tapahtumaan. Tällöin Antarktis vapautti suuren määrän jäävuoria noin eniten 14800-14400, jatkuen yhä 13900 kalenterivuotta sitten. Tätä puolestaan sanotaan AID 6-tapahtumaksi. Grönlanti
Maapallon ilmaston lämpeneminen saa Grönlannin jääkerrokset sulamaan aikaisempaa nopeammin. Tällä uskotaan olevan tulevaisuudessa mittavia vaikutuksia merenpinnan korkeuteen ja merien elämään, ellei prosessia voida hidastaa tai siihen vaikuttaa joillakin muilla keinoilla. Jäätiköiden virtaus
Jää ei aina liiku nopeasti tai hankaa kalliota. Kylmäpohjaisen mannerjäätikön pohjaosa on jäätynyt kiinni kallioon, vaikka ylempänä oleva jää saattaa liikkua. Tämä näkyy esimerkiksi Etelämantereen jäänalisessa Gurtsev-vuoristossa, josta otettu jäänalainen luotauskuva näyttää melko kulumattomia pinnanmuotoja. Samoin Etelä-Patagonian paksun jäätikön alle olevat vuoret eivät ole niin kuluneita kuin Pohjois-Patagonian vuoret. Osaltaan Pohjois-Patagonian vuorten kulumisen on aiheuttanut mannerlaattojen rajakohta. Sekä Pohjois- että Etelä-Patagoniassa jään liike on nopeaa alhaalla vuoristossa ja ohuemman jään kohdalla. Dansgaard–Oeschgerin tapahtuma
Lämpötilan muutokset näkyivät eniten talvilämpötiloissa leveysasteilla 60–65 äkillisinä molempiin suuntiin. Äkillinen tarkoittaa muutamaa kymmentä vuotta. Samaan aikaan, kun Grönlannin lämpötila kohosi nopeasti, lämpötila laski hitaasti Antarktiksella ja merenpinta laski. Syväveden määrä nousi ja suolattoman veden määrä laski. Antarktiksen arvellaan saaneen lisää kosteutta pohjoisen pallonpuoliskon pohjoisten atlanttisten alueitten lämpenemisestä ja pohjoisen jään haihtumisesta. Kosteus kasvatti eteläisen pallonpuoliskon jääkenttää ja viilensi Antarktista ja sen ympäristöä. Merijää
Merijää on sulanut ilmaston lämpenemisen johdosta ja sulamisen odotetaan jatkuvan. Arktisen alueen meren jää saavutti alimman koskaan mitatun tasonsa kesällä 2007. Sitä ennen arktinen merijää oli vähimmillään vuonna 2005. Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio NOAA laskee, että merijää hupenee 46 % vuoden 1955 tasoista vuoteen 2055 mennessä. Ilmaston lämpeneminen
Vuorten lumipeitteissä on odotettavissa pienenemistä. Muita odotettuja vaikutuksia ovat merenpinnan 0,18–0,59 metrin nousu vuosina 1990–2100, termohaliinikierron mahdollinen hidastuminen, otsonikerroksen oheneminen, merien happamoituminen, sekä tartuntatautien kuten malarian ja denguekuumeen leviäminen. Merenpinnan nousetessa suolainen merivesi pääsee entistä helpommin muun muassa riisiviljelyksille. Näin on käymässä Bangladeshissa, missä maaperän suolaantuminen hankaloittaa riisinviljelyä. Pelätään, että 5–20 miljoonaa ihmistä joutuu muuttamaan pois Bangladeshin rannikolta seuraavien 20 vuoden aikana. Kenotsooinen maailmankausi
Viimeistään 1,8–1,6 miljoonaa vuotta sitten ilmasto viileni jääkauden kynnykselle. Noin 1,65 miljoonaa vuotta sitten oli jälleen suuria jäätiköitä Islannissa, vallitsi Eburon-jääkausi. Alpeille ilmestyi vuoristojäätiköitä, samoin läntiseen Pohjois-Amerikkaan. Mutta ilmasto lämpeni pian takaisin. Oli käynnistynyt kylmenevän ja kuivenevan ja lämpimän ja kostean ilmaston voimistuva aaltoliike. Jääkaudet pitenivät ajan mukana, syynä on pidetty muun muassa ilmakehän hiilidioksidimäärän alemista, joka on laskenut viimeiset 10 miljoonaa vuotta. Meren pinnan korkeus vaihteli ilmaston mukaan. Tiglian-lämpökaudella oli Calabrian-rantaviiva. Merijää
Merijää voi olla kiinni mantereessa (kiintojää) tai ajelehtia vapaana (ajojää). Tuulen ja merivirtojen ajamana merijää voi, varsinkin pohjoisella napamerellä, kasautua kymmeniä metrejä paksuiksi ahtojäävalleiksi. Merijään muodostumisella ja sulamisella voi olla suuri merkitys ilmaston kannalta, sillä suuria määriä merivettä voi siirtyä merijäänä paikasta toiseen tavalla, jolla merivesi ei nestemäisenä kulkeudu. Merijään muodostuminen on ratkaisevan tärkeää myös maailman valtamerien termohaliinikierrolle, sillä muodostuessaan jää hylkii suolaa. Tämän vuoksi valtameren pintavesi muuttuu jään muodostumisalueilla raskaammaksi ja vajoaa. Merijää ei kuitenkaan ole täysin suolatonta, vaan jään sisään jää suolataskuja. Golfvirta
Virran pysähtymisen seurauksena merenpinta voisi paikoitellen nousta metrin Pohjois-Atlantilla, eli mm. Pohjois-Amerikan Itärannikolla ja Pohjois-Euroopan Länsirannikoilla. Pysähtyminen vaikuttaisi myös sateiden jakautumiseen Etelä- ja Länsi-Euroopassa sekä voisi hidastaa Grönlannin mannerjäätikön sulamista. Jää
Koska veden jäätymispiste riippuu sen suolaisuudesta, voidaan hyvin kylmässä (alle 0 °C) avomeressä ajelehtivilla jäävuorilla havaita ilmiö, jossa jäävuori jättää taakseen ohuen "jäävanan", pintaan juuri muodostuneen jääkerroksen. Tämä johtuu siitä, että jäävuori on muodostunut makeasta vedestä, joka jäätyy lähempänä nollaa astetta kuin merivesi. Näin ollen mereen joutunut jäävuoren massa pysyy jäänä eikä sula veteen kuten normaalisti. El Niño
El Niño on merivirran ajoittainen muuttuminen Tyynellämerellä. Ilmanpaine nousee Tyynenmeren länsiosassa, pasaatituulet laantuvat, ja siitä seuraa meren pintaveden lämpeneminen Tyynenmeren itäosassa päiväntasaajan tienoilla. Lämpeneminen ilmenee 2–7 vuoden jaksoissa (tavallisimpia ovat 3–4 vuoden jaksot), ja kukin lämmin kausi kestää vuoden tai puolitoista. Ilmiö aiheuttaa monenlaisia vaikutuksia Etelä-Amerikan, Kaakkois-Aasian ja muiden tropiikin lähialueiden säähän. Se vaikuttaa merkittävästi myös Tyynenmeren rannikoiden elinkeinoihin, erityisesti kalastukseen. Kylmyysaavikko
Nollan molemmin puolin ulottuvat taajat lämpötilan vaihtelut nostavat kiviä maan pintaan ruutumaisiksi kuvioiksi tai röykkiöiksi. Lämpimänä aikana vettä vajoaa maan huokosten välistä kiven alle, vesi jäätyy, kivi nousee jään laajetessa ylös, ja jään sulaessa kivi ei putoa entiselle paikalleen vaan nousee kierron jatkuessa ylös. Jäätikkö
Etelämantereen jäätikön paksuus on keskimäärin 1,6 km. Grönlannin jäätikkö on keskiosiltaan 2–3 km paksu. Jos Grönlannin jäätikkö sulaisi kokonaan, merenpinta nousisi 7 metriä, Jos Etelämantereen länsiosan jäätikkö, joka nyt jo lohkeilee, romahtaisi kokonaan mereen, merenpinta nousisi 5 metriä. Itse Etelämantereen pääjäätikkö paksunee tällä vuosisadalla, kun ilmastonmuutos lisää lumisateita sen alueella.Suurimmat jäätiköt sijaitsevat pohjoisilla leveysasteilla, mutta jäätiköitä on päiväntasaajan lähettyvillä Afrikassa Kilimanjarolla, Mount Kenyalla sekä Ruwenzorilla. Myös Puncak Jayalla Indonesiassa on pieniä jäätiköitä. Maan historia
Ensimmäisen jäätiköitymisen loputtua elämän kehitys jatkui jälleen lämpimissä oloissa. Jäätiköitymisvaiheita eli aikakausia, jolloin maapallolla esiintyy mannerjäätiköitä, on kuitenkin ollut senkin jälkeen. Viimeisten 50 miljoonan vuoden aikana maapallon ilmasto on kylmentynyt, etenkin eteläisillä napa-alueilla, joiden ympärille muodostui kylmä merivirta. Lähes koko Etelämanner jäi jään alle 10–20 miljoonaa vuotta sitten. Maapallolla esiintyy joidenkin kymmenien tuhansien vuosien välein jääkausia, jolloin mannerjäätiköt laajenevat maan kiertoradan ja pyörimisakselin kallistuskulman vaihtelun seurauksena. Nykyisin maapallolla eletään jääkausien välistä aikaa, ja seuraavan jääkauden huippu tullee muutaman kymmenen tuhannen vuoden kuluttua. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Vuoristojen jäätikköjen kiihtyvä sulaminen aiheuttaa jokivirtojen voimistumista ja kevätjuoksun aikaistumista, mistä seuraa muun muassa tulvimista. Jokien ja järvien lämpenemisellä on vaikutuksia eliöstöön ja veden laatuun. Jokien tulvat ja vedensaanti kasvavat suurilla leveysasteilla ja osassa kosteita trooppisia seutuja 10–40 %, ja laskevat 10–30 % osassa kuivia alueita. Kuivuuskausien vaikutusalueet laajenevat samalla, kun rankkasateet yleistyvät aiheuttaen tulvia. Jääkausijaksot
Laaja jäätiköityminen on verrattain harvinainen tapahtuma maapallon historiassa. Suurimman osan ajasta maapallon lämpötilat ovat olleet 8–15 °C lämpimämpiä kuin nyt. Jäätiköitä on ollut vain 15-20 %:lla maapallon olemassaoloajasta. Maan Jääkausijaksojen pääasiallinen syy on mannerliikuntojen aiheuttamat merivirtojen muutokset ja se, että ne nostavat joitain Maata viilentäviä ylänköalueita. Jotkin jääkausijaksot ovat saattaneet johtua Maan ilmakehän kasvihuonekaasujen, muun muassa metaanin tai hiilidioksidin vähenemisestä. Jäätikkö
Jäätiköiden koon muutokset liittyvät ilmastonvaihteluihin. Jäätikkö laajenee kylminä kausina ja kutistuu lämpiminä kausina. Dansgaard–Oeschgerin tapahtuma
Lämpimänä kautena Pohjois-Atlantille vapautui jäiden sulaessa vauhdilla suuri määrä suolattomia sulamisvesiä, jotka alensivat Pohjois-Atlantin vesien suolapitoisuutta. Jäästä sulava vesi sekoittui etelästä tulevaan merivirtaan. Merivirran suolapitoisuus aleni niin, että kylmä vesi ei enää painunutkaan pohjalle Pohjois-Atlantilla ja termohaliinikierto heikkeni huomattavasti, miltei pysähtyi. Tämä viilensi Pohjois-Atlanttia, jossa ja jonka ympäristössä mm. Euroopassa meri- ja mannerjää kasvoi. Kun jäätiköiden sulamisvettä syntyi lämpenemisen seurauksena jäätiköiden sulaessa, termohaliinikierto pysähtyi hitaasti. Lämpötilan laskiessa jäämäärä kasvoi, mikä alensi lämpötilaa, koska jää heijasti valoa ja lämpöä pois. Grönlannin mannerjäätikkö
1990-luvun puolivälissä sulamisvedet nostivat merenpintaa 0,13 millimetriä vuodessa, kun taas 1997-2003 vuosittainen määrä oli jo 0,25
millimetriä. Jos mannerjäätikkö sulaisi kokonaan, se nostaisi merenpintaa kuudella metrillä. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Jäätikköjärvet laajenevat ja niiden määrä lisääntyy jäätiköiden kiihtyvän sulamisen myötä. Jäätikköjärvien purkautumisella voi olla vaarallisia vaikutuksia järvien läheisyydessä oleville ihmisasutuksille, ja jotkin maat ovatkin alkaneet varautua tämän varalta rakentamalla patoja ja ojituksia. Merenpinnan nousu
Fossiilisten polttoaineiden käytön seurauksena ilmakehään vapautuu paljon vettä. Jäätikkö
Kaikkien jäätiköiden tiedetään virtaavan hitaasti. Liikettä on havainnoitu muun muassa tutkalla ja GPS-laitteilla. Varsinkin vuoristojäätiköissä virtaus näkyy jäätikön muodoista. Jää muuttuu suurissa paineissa ensin elastiseksi ja sitten plastiseksi, virtaavaksi, ennen murtumistaan. Jään virtausnopeus riippuu alustan aiheuttamasta kitkasta. Jään virtauksen aiheuttaa lähinnä sen liukuminen veden liukastaman alustan yllä. Monesti suuri paine sulattaa alustan veden joistain kohdista epätasaista alustaa. Osin jään virtaus liittyy sen muuttumiseen muovautuvaksi tietyissä paineissa noin 50 metrin syvyydessä. Jään täsmällinen virtausmekanismi on silti kiistojen kohde, koska paksun jään alustan oloja on vaikea tutkia. Ilmaston lämpeneminen
Maapallon lämpeneminen olisi ollut vielä voimakkaampaa ilman ihmistoiminnasta syntyvien pienhiukkasten eli aerosolien viilentävää vaikutusta. Pienhiukkaset ovat pitäneet piilossa merkittävän osan kasvihuonekaasuista johtuvasta lämpenemisestä. Tulevaisuudessa tämän ilmiön varaan ei kuitenkaan voida enää laskea, koska vain päiviä tai viikkoja ilmakehässä viipyvien pienhiukkasten kokonaismäärä ei voi kasvaa samaa vauhtia kuin pitkäikäisten kasvihuonekaasujen kokonaismäärä.
Myös valtamerten lämpeneminen ja jäätiköiden sulaminen aiheuttavat viiveen ilmakehän lämpenemiskehityksessä. Syynä on se, että veden lämpeneminen ja jään sulaminen sitovat suuren ominaislämpökertoimensa vuoksi enemmän energiaa kuin ilman lämpeneminen. Yli 80 prosenttia ilmastonmuutoksen aiheuttamasta lisääntyneestä lämpöenergiasta onkin varastoitunut valtameriin, jotka ovat lämmenneet keskimäärin 3 000 metrin syvyyteen asti. Vaikka kasvihuonekaasujen päästöt pysäytettäisiin heti, ilman keskilämpötila tulee nousemaan kauemmin kuin seuraavat sata vuotta, joskin nykyistä huomattavasti hitaammin. Jääkausi
Aluksi vuoriston eliölajeilla ei ole hätää, sillä rinteillä ja harjanteilla on yhä kesäisin sulia paikkoja. Kun lumen kertymisalueet peittävät koko vuoriston, jäätikkö muuttuu mannerjäätiköksi, eivätkä eläimet ja kasvit enää pysty elämään vuorilla.
Jäätikkö jatkaa virtaamistaan yhtenä rintamana, usein jyrkkänä, päälle kaatuvana törmänä. Sen alaosa takertelee reunan lähellä kiinni kallionnokkiin, poikittaisiin laaksoihin ja muihin maanpohjan epätasaisuuksiin. Jäätikköön kertyy niin paljon vettä, että valtamerten pinta alkaa laskea ja ilmasto muuttua kuivemmaksi. Ylävillä mailla metsä kuolee kylmän ja kuivan heikentäminä hyönteis- ja sienituhoihin. Laaksoissa metsä tukehtuu kylmän veden tuomiin lietteisiin jopa kymmeniä kilometrejä jään edellä. Kylmän johdosta syntyy ”luurankometsiä”, joissa puut keloutuvat pystyyn jo kauan ennen jäätikön tuloa. Aluksi kelopuihin tulee kaikonneiden lajien tilalle uusia hyönteis- ja lintulajeja sekä lahottajia, ja ruohokasvillisuus kukoistaa jopa vuosikymmenien ajan kun metsän tuoma varjo on kadonnut. Jotkin eläin- ja kasvilajit pystyvät väistämään etelämmäs, mutta ekologialtaan ahdasrajaiset lajit saattavat kuolla sukupuuttoon. Jotkin kylmää kestävät kasvit saattavat väistää jäätikköä vuortenhuipuille eli nunatakeille, joille mannerjää ei yllä. Jäätiköiden virtaus
Jään liukumisen tutkiminen on vaikeaa ja käytännössä jään liukumista pysytään havainnoimaan vain jään reunaosien tunneleissa. Havaintojen mukaan pohjan liukuminen riippuu siellä olevan veden paineesta. Näin ollen jään liukumisen tarkkaa syytä ei tunneta, vaikka muutama perusajatus onkin siitä esitetty. Se miten tarkkaan ottaen alusta vaikuttaa jään liukumiseen, on suurin jäätikkötieteen ratkaisematon ongelma. Esimerkiksi Weertmanin esittämän vesikalvon oleminen jään ja sen alustan välillä on todistamatta, mutta melko varmoja ollaan että jään liukumisen aiheuttama kitkalämpö ja maalämpö luovat ainakin ajoittain sulavesikalvon jään pohjalle. Monesti jää liukuu epätasaisen alustan yli siten että jää sulaa kohoumien edellä ja jäätyy uudestaan kohoumien takana. Tämä johtuu siitä, että kohouman edellä paine nousee niin korkeaksi, että suuripaineisen jään painesulaminen on mahdollista. Tämä on Weertmanin vuonna 1957 esittämä teoria. Jää virtaa siis osin myös siksi, että liukumisesta syntyneisiin murtumakohtiin syntyy uutta jäätä. Avoveden vaikutus lumisateeseen
Kreikka ja Japaninmeri ovat tunnettuja ilmiön esiintymispaikkoja. Grönlanti ja Etelämanner aiheuttavat massiivisia lumipyryjä lähimerille, mutta koska siellä sade putoaa meriveteen eikä vastarannalle, korkeita nietoksia ei synny. Dinosaurukset
Ensimmäisen pääteorian mukaan dinosaurusten katoamista selittää liitukauden aikana alkanut ilmastonmuutos. Maapallon keskilämpötila laski, ja vuodenaikojen vaihtelut olivat entistä selkeämpiä. Merenpinta kohosi, mikä saattoi johtaa maanpäällisten elinpaikkojen pirstoutumiseen ja pienentyneiden eläinpopulaatioiden altistumiseen ympäristön muutoksille. Merenpinnan nousu
Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli IPCC ennustaa merenpinnan nousevan 28–98 senttimetriä vuoteen 2100 mennessä. Nousuennusteiden suurin epävarmuus liittyy vaikeasti ennustettaviin jään virtausmuutoksiin Grönlannin ja Etelämantereen mannerjäätiköillä. Nousun ennustetaan jatkuvan useita vuosisatoja, mutta sen voimakkuus riippuu kasvihuonekaasupäästöjen kehityksestä. Merenpinnan nousu vaikuttaa ihmistoimintaan ja ekosysteemeihin saarilla ja alavilla rannikkoalueilla: seurauksena ennakoidaan olevan miljoonia ihmisiä koskettavia pahenevia tulvia, eroosion voimistumista sekä haitallisia vaikutuksia muun muassa mangrovekasvillisuudelle ja koralliriutoille. Paleoklimatologia
Koralliriuttojen alueella tapahtuu joskus maan kohoamista. Maan kohoamisnopeus voidaan todeta nykyisin. Eräällä riutalla kohoamisnopeus on ollut vakio kauan aikaa. Kohoaminen ja merenpinnan vaihtelut jättävät merenrantoja eri korkeuksille. Merenpinnan ikä voidaan mitata esimerkiksi hiili-14 menetelmällä. Ilmastonmuutos
Maan ympäristössä tapahtuu kuitenkin muutoksia, jotka voivat vaikuttaa ilmastoon. Esimerkiksi jäätiköiden kasvu ja pieneneminen aiheuttavat sekä luonnollista vaihtelua, että vahvistavat ulkoisia pakotteita. Toisaalta meri-ilmakehäjärjestelmän muutokset voivat aiheuttaa voimakkaita muutoksia. Merien vaikutus ilmastoon liittyy monilta osin niiden suureen lämpökapasiteettiin ja kykyyn kuljettaa energiaa. Termohaliinikierron merkitys kasvaa pitemmillä aikaväleillä. Toisaalta ilmaston tila ei ole riippuvainen yksin nykytilasta vaan siihen vaikuttavat myös edeltävät tilat, kysymys on siis hystereesi-ilmiöstä. Jäätikön massatase
Jäätiköt ovat todella tärkeitä ilmastonmuutoksen indikaattoreita. Ne reagoivat paikallisen ilmaston muutokseen tyypillisesti vuosikymmenten aikaskaalassa. Siksi on tärkeää tuntea se, miten jäätiköt reagoivat ilmaston lämpenemiseen. Vuoristojäätiköt ovat pienenemässä miltei kaikkialla maailmassa joitakin poikkeustapauksia lukuun ottamatta, mitä pidetään yleisesti osoituksena ilmaston lämpenemisestä. Auringon aktiivisuuden vaikutus säähän ja ilmastoon
Maailman jäätiköt kasvoivat tutkimusten mukaan 4000-3000 eaa. ja 1350-500 eaa., sekä monessa vaiheessa vuoden 500 jaa. jälkeen. Tämä kytkeytyy hiili-14:n määrän vaihteluihin. Alppien jäätiköt kasvoivat vuosina 1400-1300 eaa., 1400-900 eaa., 500-300 eaa., 400 jaa. - 650 jaa.. Vaihtelut viittaavat voimakkaaseen 2000-2500 vuoden jaksoon, jonka päällä on lyhyempiä jaksoja, joista yksi on 200 vuoden jakso, toinen ehkä 600 v. Jäätikkö
Jäätikkö muodostuu, kun lumi ei ehdi kesällä sulaa, vaan kerrostuu ja pakkautuu ensin tiiviiksi lumeksi ja lopulta jääksi yllä olevan lumikerroksen paineen vuoksi.
Vastasatanut lumi on hyvin kevyttä. Ennen jääksi muuttumistaan satanut ja kerrostunut lumi muuttuu ensin hyvin tiheäksi firn-lumeksi. Kun jää on paksua, paine jäätikön pohjalla saa jään käyttäytymään hieman hyytelön tavoin ja jäätikkö alkaa virrata alamäkeen tai tasaisella alueella sivullepäin. Eroosio
Jäätikköeroosiota aiheuttaa sekä liikkuvan jäämassan mukana kulkevat lohkareet, että jäätikön sulamisvesi joka tunkeutuu kiven rakoihin, jäätyy uudelleen ja laajenee, ja murtaa kivestä palasia jotka kulkeutuvat jäätikön mukana. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Jäähyllyjen osittainen katoaminen napa-alueilla saattaa johtaa merenpinnan nousuun metreillä, merkittäviin muutoksiin ranta-alueilla, alavien maiden peittymiseen vedellä. Kaikkein suurimmat vaikutukset koettaisiin suistoalueilla ja alavilla saarilla. Merenpinnan nousu
Lapin ja Oulun yliopistojen tutkimusprofessori John Mooren mukaan (Journal of Geophysical Research 2008) nousuksi arvioidaan noin 1,5 metriä. Artikkeli julkaistaan lähiaikoina arvostetussa Science -lehdessä. Uusimpien arvioiden mukaan merenpinnan nousu on jäätiköiden sulamisesta johtuen kiihtynyt noin neljään millimetriin vuodessa, mikä voi tarkoittaa 1–2 metrin nousua vuoteen 2100 mennessä. Jääkausi
Sulamisvaiheessa jään reuna saattaa vielä talvisin edetä muutamia kymmeniä metrejä, mutta kesäisin se peräytyy ehkä satakunta metriä. Peräytyvä jäätikkö jättää jälkeensä moreenivalleja niihin kohtiin, mihin se talvisin yltää. Peräytyvän jäätikön edessä on kilometrien päähän ulottuva soraikko, ja jään mukana kulkeutunut maa-aines peitää jään reunaosat. Jään alta paljastuneille alueille tulevat ensin levät ja sammalet sekä hyönteiset. Varsinaiset metsäpuut alkavat itää uudella maalla vasta vuosikymmeniä sen paljastumisen jälkeen, ja metsä levittäytyy aron tilalle seuduilla, jotka eivät ole metsälle liian kuivia. Kun kasvipeite tuuhettuu, alueelle palaa myös eläimiä, ja noin runsaan parinsadan vuoden kuluessa lajistoon ovat liittyneet majava, hirvi ja mänty. Osa entisistä lajeista saattaa olla kokonaan kadonnut tai ei enää pysty levittäytymään aikaisemmille elinalueilleen. Toisaalta jääkausi aiheuttaa myös uusien lajien kehittymistä. Jääkausiaika saattaa erilaisia lajeja yhteen joksikin aikaa ja erottaa ne sen jälkeen toisistaan. Yhtenäiset eliöpopulaatiot pilkkoutuvat erillisiksi, osa häviää, ja osa palaa takaisin yhteen kymmenien tuhansien vuosien kuluttua. Jäätiköiden virtaus
Lisäksi jää virtaa sen alustan muokkautumisen takia. Muun muassa alustan sedimentit muuttuvat. Jää muuttaa virtauksellaan ja painollaan alustaa siten, että jään on ajan kuluessa yhä helpompi liikkua. Myös varsinkin lauhkeassa jäässä olevan kivi- jne. kuorman äkillinen kasvu lisää jään muodonmuutosnopeutta, mutta yleensä jään sisällä oleva kiviaineksen kuorma tekee jäätiköstä jäykemmän. Jäätiköiden virtaus
Jään virtaus on erittäin hidasta mannerjäätiköiden keskusalueilla, koska jää on siellä kylmää ja jään pinta on hyvin loiva. Jää ei pysty siellä välttämättä liukumaan alustalla. Mutta reunoilla virtaus voi olla joskus huomattavan nopeaa, kun jään virtauksen synnyttämä kitka sulattaa vettä hyvin paljon, mikä kiihdyttää ketjureaktion tavoin jään nopeutta huomattavasti. Tämä ilmiö tulee erityisen hyvin esille jäävirroissa. Vesi edistää myös jäätikön sisäistä muodonmuutosta eli deformaatiota eli pyrkii muuttamaan jään muovautuvaksi. Duvalin mukaan vesimäärä lisää jään ryömimisnopeutta. Kun vesipitoisuus kasvaa jäässä 0,1%:sta yhteen prosenttiin, jään muodonmuutosnopeus kasvaa 10-kertaiseksi vakiopaineessa. Jäätikköjärvi
Purkautumistulvat ovat merkittävä jäätikköjärviin liittyvä ongelma. Jäätikköjen sulaminen kiihtyy ilmaston lämpenemisen myötä, minkä johdosta jäätikköjärvet lisääntyvät ja laajenevat. Laajeneminen puolestaan aiheuttaa lisärasitetta jäätikköjärviä luonnollisesti patoaville rakenteille kuten moreenimuodostumille, jotka lopulta murtuvat. Näin jäätikköjärvi purkautuu aiheuttaen jäätikköjokitulvan, joka on erityisen vaarallinen jäätikköjokien varsien ihmisasutuksille. Osa valtioista on alkanut varautua jäätikköjen sulamiseen ja jäätikköjärvien purkautumiseen rakentamalla patoja ja ojituksia. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Vuodesta 1834 lähtien tehtyjen mittausten perusteella meret ovat imeneet 80 % ilmaston kohonneesta lämmöstä ja merien lämpötilat ovat nousseet ainakin 3000 metrin syvyydeltä. Meriveden tilavuus kasvaa sen lämmetessä, mikä nostaa merenpintaa. Jäämassojen kuten jäätiköiden nopea sulaminen vaikuttaa niin ikään kiihdyttävästi merenpinnan nousuun. Viime aikoina myös Grönlannissa ja Etelämantereella tapahtuneet jäävaippojen pienenemiset ovat erittäin todennäköisesti vaikuttaneet merenpinnan nousuun. Jäähylly
Jäähyllyt ovat usein lahtien rajoittamia, eivätkä ne yleensä ulotu juurikaan lahden tai vuonon ulkopuolelle, koska ilman rantojen suojaa aallokko ja merivirrat hajottavat ne nopeasti. Erityisesti Etelämantereen jäähyllyistä irtoaa silloin tällöin hyvin suuria, pöytämäisiä jäävuoria. Jäähyllyn reunaa murentavat aallokon ja merivirtojen lisäksi vuorovedet ja tiiviiksi pakkautuneen merijään aiheuttama paine. Jäävuori murtuu irti yleensä hyllyssä olevan halkeaman kohdalta. Pinnan sulaminen edistää jäävuorten poikimista, koska sulavesi tunkeutuu jäähyllyn halkeamiin ja suurentaa niitä. Siksi poikiminen onkin usein kausiluontoista: esimerkiksi Grönlannin laskujäätiköt etenevät talvisin ja poikivat jäävuoria kesällä. Jäähyllyn poikimien jäävuorten määrä riippuu hyllyn etenemisnopeudesta. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Noin puolet maapallon väestöstä asuu merien ranta-alangoilla ja kolme neljäsosaa 90 kilometrin säteellä rannikosta. Jo neljän metrin nousu aiheuttaisi kolmanneksen menettämisen viljelymaista. Tansaniassa ja Nigeriassa melkein 60 prosenttia kaikesta teollisuuden tuotannosta keskittyy pääkaupunkiin, joka vedennoususta aiheutuneesta eroosiosta hajoaisi jo 70 senttimetrin nousun jälkeen. Guyanan väestöstä 90 prosenttia elää alueella, joka jäisi veden alle puolen metrin vedennousun jälkeen. Valtion rahatilanne on niin huono, että sen on mahdotonta pitää kunnossa mereltä suojaavia muurivalleja. Merenpinnan nousu vaikeuttaa myös rannikoiden suojaamista hirmumyrskyiltä. Tämän vaikutuksesta suolaista merivettä saattaa päästä sisämaahan kastelu ja juomavesiin, jolloin vesipula pahenee entisestään. Jääkausi
Jäätiköt kasvavat melko hitaasti, sillä jäätikkö voi paksuuntua korkeintaan vuotuisen sademäärän verran. Jäätiköt voivat sulaa paljon sitä nopeammin. Vesi
Vesi laajenee jäätyessään, mistä johtuu, että jää kelluu veden pinnalla. Jään pienempi tiheys johtuu vetysidosten muodostamasta kidejärjestelmästä. Sulaessaan jään tiheys kasvaa, kun kidejärjestelmä löystyy ja rikkoutuu, painuu kasaan. Yli 4 °C:n lämpötiloissa vesi käyttäytyy kuin muutkin nesteet, eli laajenee lämmetessään (tiheys pienenee). Jään vettä pienempi tiheys mahdollistaa eliöiden selviytymisen järvissä ja merissä talvella, sillä jää muodostaa pinnalle eristekerroksen. Näin vedet eivät yleensä jäädy pohjaan saakka paitsi pienimmissä lammissa kylminä talvina. Samoin veden poikkeuksellinen lämpölaajeneminen mahdollistaa elämälle välttämättömät vesistöjen syksyiset ja keväiset täyskierrot. Vesi on tiheimmillään 4 celsiusasteessa. Ilmaston lämpenemisen vaikutukset
Vuosina 1961–2003 merenpinta nousi keskimäärin 1,8 millimetriä vuodessa. Vuosina 2002–2011 nousi merenpinta keskimäärin 1,7 millimetriä vuodessa ja toisen lähteen mukaan 1,1 millimetriä vuodessa vuosina 2005–2012. Merenpinta nousi 1900-luvulla yhteensä 12–22 senttimetriä. IPCC arvioi, että merenpinta nousee tällä vuosisadalla 18–59 senttimetriä.