Istider uppkommer som man kan förvänta sig när solinstrålningen på de norra breddgraderna är liten, men uppkomsten av istider är lite mer komplex än så. Det är inte så enkelt som att perioderna med den lägsta solinstrålningen eller de lägsta temperaturerna automatiskt triggar igång en istid, vilket denna analys av istider under de senaste 800 000 åren kommer att visa. Istidernas uppkomst är inte kartlagda i detalj men ur denna analys försöker några lekmannamässiga slutsatser dras.
Förklaringar till graferna
Den första istiden, under denna 800 000 åriga tidsperiod som analyserats, uppkommer för 676 000 år sedan och är starten på perioden som benämns som MIS 16 (Marine Isotype Stage). Vid denna tidpunkt är solinstrålningen något lägre än vad den varit under de tidigare 120 000 åren och temperaturen ligger ca sju grader under den normerade temperaturen. Efter att denna istid upphört för 621 000 år sedan kommer ytterligare två perioder med låg solinstrålning utan att istider uppstår. Temperaturen ligger dock över, sju grader under den normerade temperaturen vid dessa två tillfällen med låg solinstrålning. Efter dessa två kommer en period av riktigt hög solinstrålning varvid temperatur och koldioxidhalt går upp. Sedan följer en period på drygt 100 000 år av mindre variationer i solinstrålning innan nästa istid triggas igång av låg solinstrålning. Denna istid har fått benämningen MIS 12 och började för 478 000 år sedan. Temperaturen när denna istid triggas igång ligger på gränsen till sju grader under den normerade temperaturen. Efter denna istid som varar till för 424 000 år sedan kommer den varma period som uppstår genom att koldioxidhalten i atmosfären ökar, vilket i sin tur leder till att temperaturen ökar. Minskad solinstrålning under perioden 424 000 år till 374 000 sedan år (MIS 11) medför en relativt stor temperaturnedgång som triggar igång nästa istid, trots att koldioxidhalten i atmosfären är fortsatt relativt hög eftersom den inte sjunkit i samma takt som temperaturen.
Istiden mellan 374 000 år sedan till 337 000 år sedan benämns MIS 10 och efter denna följer en varm period som uppkommer av att solinstrålningen ökar, samt därav även temperaturen, innan nästa istid startar för 300 000 år sedan. Under den föregående varma perioden har en period med minskad solinstrålning skett och en period med ökad, där den senare var mindre varvid temperaturen kontinuerligt sjunkit under varmperioden. Detta innebär istiden inleds med en temperatur som ligger på låga ca åtta grader under den normerade temperaturen och varar till för 243 000 år sedan. Denna istid följs av varm period med benämningen MIS 7 som sträcker sig till för 191 000 år sedan och innehåller tre perioder med hög solinstrålning och två med låg. En intressant observation att den ena av dessa perioder med låg solinstrålning, har den lägsta solinstrålningen under dessa analyserade 800 000 åren. Men ändå triggar detta inte igång en istid, trots att temperaturen sjunker ner till låga ca åtta grader under den normerade temperaturen. Anledningen till att en istid inte inleds kan inte heller förklaras med en exceptionellt hög koldioxidhalt i atmosfären, eftersom tidigare har istider inletts med både betydligt högre temperaturer och högre koldioxidhalter. För att hitta anledningen till att denna istid startar skulle djupare studier göras än vad som görs i denna förenkalde analys.
När väl nästa istid startar för 191 000 år sedan sker det vid en temperatur strax över åtta grader under den normerade temperaturen och vid en högre koldioxidhalt än vid ”den istid som aldrig startade”. Denna istid pågår till för 126 000 år sedan och följs av en kortare varm period innan nästa istid inleds för 109 000 år sedan. Denna istid, den senaste istiden ur vårt perspektiv, är den längsta istiden under dessa analyserade 800 000 åren. Om än istiden innehåller tre perioder med ökad solinstrålning förmår denna ökade solinstrålning inte att avsluta istiden, utan den avbryts först när solinstrålningen ökar vid en fjärde period. Varför temperaturen ökar mer under denna ökade solinstrålning än tidigare under istiden och därigenom lyckas avbryta istiden, besvarar dock inte denna analys. Analysen tar inte heller upp alla de tjugo Marine Isotype Stage (MIS 20 – MIS 1) som förekommer under dessa 800 000 år, utan bara ett urval har valts att nämnas vid namn.
Analysen beaktar även enbart koldioxidhalt i atmosfären under dessa 800 000 år och inte förekomsten av andra växthusgaser i atmosfären som vattenånga och metan, vilka eventuellt skulle kunna förklara obesvarade delar i analysen. Läs mer om, det är fullt logisk och förståelig fysik bakom växthuseffekten
Milankovitch cyklernas individuella påverkan på istiderna
Uppkomsten av istider beror till stor del av hur de tre Milankovitch cyklerna samverkar.
Jordaxelns precession med en cykel på 26 800 år har liten påverkan på uppkomsten av istiderna, men ingen istid har inträffat när precessionen har sitt maximala värde vilket innebär att jordaxeln lutar mest mot solen.
Jordaxeln lutning mellan ungefär 22 och 24,5 grader med en cykel på 41 000 år, har däremot större betydelse för uppkomsten av istider som har större chans att uppkomma när lutningen är som minst. När jordaxeln lutar mindre minskar jordens medeltemperatur och när en liten lutning på jordaxeln sammanfaller med en lite lutning av precessionen, ökar sannolikheten för en istid.
Men för att en istid verkligen ska ha möjlighet att uppstå måste även jordaxeln mindre lutning sammanfalla med större excentricitet i jordens elliptiska bana runt solen, med en cykel på ca 100 000 år. Eftersom norra halvklotet har vinter när jorden är som närmast solen innebär en större excentricitet, att jorden befinner sig ännu längre bort från solen under sommarhalvåret. Detta medför att den issmältning vid nordpolen som normalt sker varje sommar blir mindre intensiv, varvid isen uppe nordpolen byggs på mer och mer för varje år.
Sammantaget innebär detta att alla tre Milankovitch cyklerna måste sammanfalla för att en istid ska ha möjlighet att starta. Men huruvida istider verkligen startar beror även på vilken koncentration av växthusgaser i atmosfären det är, just när de tre cyklerna sammanfaller gynnsamt för en istid.