לידתם ומותם של קרחונים

ברוב המקומות שיורד כיום שלג המפשיר בקיץ, היו בעבר קרחונים. בתקופות הקרחוניות לא הפשיר השלג במקומות אלה, והצטבר בכיפות שלג-עד וקרחונים. מי הים שהתאיידו והצטברו כקרח על היבשות הורידו את מפלס מי הים עד ל-130 מטר מתחת למפלס הנוכחי. גרנלנד, לדוגמה, מכוסה בקרח שעוביו מגיע עד 3,000 מטר. במקום העמוק ביותר מגיע עובי הקרח ל-4,000 מטר.

שני מרכיבים קובעים כיום את תפוצת הקרחונים: זווית הפגיעה של קרני השמש בכדור הארץ (ככל שנתקרב לקטבים תתפזר אנרגיית קרינת השמש על שטח גדול יותר), וגובהו של האיזור (ככל שהאוויר דחוס יותר, קרני השמש מחממות יותר). לפי נתונים אלה, מקו רוחב גיאוגרפי מסוים לכיוון הקטבים מכוסים פני הים בשכבת קרח, ומקו זה לכיוון קו המשווה יש לטפס לגבהים גדולים יותר כדי למצוא קרחונים. סמוך לקו המשווה אפשר למצוא קרחונים בראש הר קניה ובהרי האנדים, בגבהים של 6,000-5,000 מטר מעל פני הים.

בזמן התפשטות הקרחונים האחרונה, בסוף הרביעון, לפני כ-13 וחצי אלף שנה, הגיעה חזית הקרחונים עד לקו רוחב 53-52 מעלות צפון. כיום הערים קייב, ברלין, לונדון, פריז ובוסטון מממוקמות סמוך לקו רוחב זה, ובאותו עידן היו אזורים אלה מכוסים בקרח. בסיביר, לעומת זאת, קפאה אמנם האדמה, אך לא נוצרו קרחונים בשל היובש הרב השורר באיזור.

המחסור במשקעים, שאיפיין את התקופה האמורה, נבע מכך שפני הים של אוקיינוס הקרח הצפוני קפאו, וכך לא נותר מקור אספקה למשקעים. בסקנדינביה, לעומת זאת, מנע זרם הגולף החם את קפיאת מי הים. בחצי הכדור הדרומי כוסו בקרחונים שטחים קטנים יותר – האיים באיזור האוקיינוס שבין דרום אמריקה, ניו זילנד ואנטארקטיקה, ניו זילנד עצמה, וכמובן רכס האנדים שבדרום אמריקה.

קרחונים אינם מכילים מלח, ולכן, עם היווצרותם וגדילת נפחם הפכו מי הים מלוחים יותר. עליית אחוז המלח במים הביאה לחימומם באופן יחסי. שולי הקרחונים באירופה הפכו למדבריות לס קרים. הצמחיה והיערות התייבשו בשל מחסור במשקעים, ובשל רוחות קרות ויבשות שנשבו באיזור. האדם שהחל לחיות באזורים אלה התיישב בשולי הקרחונים, שמהם ניגר זרם מים קבוע. בשולי הרכסים הגדולים של האלפים והפירנאים נהנו המתיישבים גם ממשקעים. הם חיו במערות, וניצלו את השפע היחסי של צמחיה ושל בעלי חיים. בשל תזוזת מערכות האקלים לכיוון קו המשווה נהנו אזורים שכיום הם שחונים יחסית, כדוגמת ישראל, מאקלים גשום יותר. מפלס מי ים המלח, למשל, עלה אז ב-200 מטר לעומת מפלסו הנוכחי, והוא מילא את כל בקעת הירדן, בין עין גב לחצבה. פני הים לעומת זאת ירדו בכ-130 מטר. משטר הזרימה של הים התיכון השתנה: נהרות התייבשו (הנילוס הפסיק לזרום); מיצרים רדודים כמו הבוספורוס נסתמו; מי הים הנמוכים התחממו בשל עליית אחוז המלח, אך שימשו כמקור למשקעים שהתווספו לקרחונים.

היווצרות הקרחונים הפחיתה גם את כמות קרינת השמש המגיעה לכדור הארץ, בשל החזר הקרינה העצום של השלג והקרח. הטמפרטורות הלכו וירדו עד לקפיאת הים המלוח (תהליך היכול להימשך אלפי שנים). הים הקפוא מנע התאיידות, וכמות המשקעים פחתה באופן משמעותי. המחסור במשקעים וההמסה המתמדת הביאו לתחילת תהליך הפשרת הקרחונים. מי הקרחונים שנשפכו אל הים הקר, קפאו בו במהירות, מאחר שהיו מים מתוקים ללא מלח. הפשרת הקרחונים נמשכה ללא ירידת משקעים, ותקופת הקרח גוועה.

לפני עידן תקופות הקרח היה מפלס הים גבוה בכ-415 מטר מגובהו הנוכחי, והוא ירד בהדרגה עד לתחילת הרביעון. בארץ, לדוגמא, הגיע אז חוף הים עד לחבל ההר.

בתקופת הקרח לא התקרר כל כדור הארץ, אלא השתנה משטר האקלים הגלובלי. בתחילת התקופה התחמם החורף וכמות המשקעים גדלה (כפי שנאמר קודם לכן, בשלב מאוחר יותר, משירדו שלגים ונוצרו קרחונים, פחתה כמות המשקעים באופן משמעותי). הקיץ התקרר באותה תקופה והשלג לא הפשיר. לתמורות האקלימיות יש הסברים שונים: שינויים בכיוונו של ציר כדור הארץ ביחס למישור הסיבוב סביב השמש; מעבר מערכת השמש בענן של אבק בין כוכבי, שהפחית את הקרינה המגיעה לכדור הארץ (בדומה להשפעת התפרצויות גדולה של הרי געש); ושינויים בעוצמת קרינת השמש.