A 2. fejezetben megérkeztünk a pleisztocén jégkorszakokhoz, ahol láthattuk, a glaciálisokhoz vezető utat az előző miocén és pliocén korok kövezték ki. Tehát nem hirtelen, egyik pillanatról a másikra alakult ki. Itt csak a ténylegesen a pleisztocén (kb. 2,5 millió évvel ezelőttől 12 000 évvel ezelőttig terjedő) korban végbe ment geológiai történesekre térek ki. Ekkora tehető fajunk történelmének több mint 90 %-a, a paleolitikum, melyről fele annyit sem tudunk, mint az utolsó 10 %-ról.

A jégkorszakok „anatómiája”

Mi vezetett a jég meghízásához, majd mi fordította meg a folyamatot minden interglaciális alatt? Talán a következő tényezők – melyek egy része Földön kívüli, csillagászati eredetű - magyarázatot adhatnak a kérdésre:

1. A napfolt aktivitások és a napkitörések kb. 11,2 éves ciklust mutatnak. Egy-egy kitörés során nem csak elektromágnesesség, hanem hő is intenzívebben éri a Földet.
2. A Föld pályája mind a mai napig periodikusan módosul – az ekliptika és a Föld forgástengelye által bezárt szög és a precesszió változik (Milankovics-ciklus, a szerb csillagász után v. Milankovics-Bacsák, Bacsák István magyar tudós után, v. Croll-Milankovics ciklus) - így megváltozik a napsugárzás beesési szöge, és egyben annak hőhatása is. Gyakorlatilag kicsiben ugyanezt látjuk az évszakok változásakor is.
3. Bizonyos légköri anyagok jelenléte vagy hiánya akadályozhatja a napsugarak behatolását – ezzel lehűlést okozva – vagy visszaverődését – ezzel extrém felmelegedést okozva. Több kimutatható meteorit becsapódás v. óriási vulkán kitörések (indonéz Toba, amerikai Yellostowne, újzélandi Taupoi, tádzsik Karakul, Izland) utáni szálló por akadályozta a napot (nem úgy, mint az üvegházhatású gázok, mint pl. a CO2, melyek a visszaverődést gátolják és felmelegedést okoz). Például az alsó és középső pleisztocén határán (kb. 800 000 éve) a mai Laosz és Kambodzsa területére becsapódott egy nagyméretű kisbolygó, ami hasonló hatást váltott ki globálisan is. Hasonlóan emelte a szálló por koncentrációját a glaciálisok alatti szárazság.
4. A Messinai-sókrízis (lsd. a 2. fejeztben a miocénnél) kapcsán kiszáradt Földközi-tengeri medencében lerakódott só óriási mennyisége kivonódott a világóceánból, amelynek sótartalma így jelentősen csökkent, ez pedig emelte annak fagyáspontját (könnyebbé tette a befagyást) és így hozzájárult jégkorszakok kialakulásához.
5. A pliocénben összekapcsolódott Észak és Dél-Amerika megszűntette az Atlanti- és Csendes-óceán közvetlen kapcsolatát, amelyen a kisebb sótartalmú Csendes-óceánból meleg tengervíz áramlott az Atlanti-óceánba. Az emiatt legyengült Golf-áramlat is elősegítette a lehűlést. Hasonlóan az egyre inkább kiemelkedő Indonéz szigetvilág akadályozta az Indiai és Csendes óceánok közti áramlást. Később az általános lehűlés is csökkentette a hőmérsékleti különbség által is fenntartott áramlati gradienst, így az áramlatok lecsökkentek, vagy meg is szűntek. A kialakult jégmezők tovább módosították az áramlásokat.
6. A CO2 mint fontos üvegházhatású gáz hiánya lehűlést, többlete – mint ma is látjuk – felmelegedést idézhet elő. Elképzelhető, hogy idővel a vulkanikus CO2 termelést meghaladta a burjánzó növényzet CO2 fogyasztása, majd annak kiürülésével - és a hideg klímának is köszönhetően - a növényzet visszafejlődött. Így viszont idővel a vulkanizmus fokozatos CO2 újratöltődéshez, felmelegedéshez vezetett, ami ciklikus vegetáció burjánzáshoz is vezethetett végül. Ezek a ciklusok is hozzájárulhattak a glaciális-interglaciális ciklikussághoz, azok elmélyüléséhez.
7. Az újonnan kialakult magashegységek akadályozták a déli meleg légáramlatok északra terjedését, továbbá eső és szélárnyékban tartották a túloldalt, elősegítve a gleccserek fennmaradását.
8. Maga a fehér hó és jégmező is visszaveri a napsugarakat (albedo), tovább erősítve a lehűlést, de ez a jelenség csak a már meglévő jég elmélyítésében játszhatott szerepet.
9. Nem utolsó sorban a mai helyükre került kontinensek teremtették meg a fizikális lehetőségét a jég kialakulásának.

A Milankovics-Bacsák ciklus durva összefoglalása a web.archive.org oldalról

A pleisztocén jégkorszakok a hu.wikipedia.org oldalról

A pleisztocénnal már annyira közel kerültünk az első emberekhez, hogy itt már kontinensenként foglalom össze a fontosabb geológiai változásokat.

Ázsia (és Ausztrália)

A Közel-Kelet, mint híd Ázsia, Európa és Afrika között mindig is kiemelkedő jelentőségű volt. Geológiai és régészeti vonatkozásban Európához hasonlóan igen alaposan feltárt, bőséges irodalmat találni róla. A korai ember vándolásai során stratégiai jelentőségű helyszíneket igyekszem jobban górcső alá venni.

Plesiztocén Jordán link.springer.com oldalról

Még 3,5 millió évvel ezelőttig az egész Jordán árkot többször elárasztotta a Mediterrán tenger, illetve a Jordán-Holt tenger vízrendszere összeköttetésben állt a tengerrel a Jezréel völgye és a déli Beer Sheva völgye mentén, és összefüggő vízfelületet alkotott: a Sedom lagúnát. Majd kb. 2,5 millió évvel ezelőttre az Afrikai kőzetlemez megemelkedett az Arábiai lemezhez képest, megszűntetve az összeköttetést a tengerrel, így kialakítva a maihoz képest nagyobb, még összefüggő Amora-tavat kb. i.e. 750 000-135 000 között, a Samra-tavat kb. i.e. 135 000-70 000 között. Majd i.e. 70 000-től 15000-ig a Lisan-tó foglalta el a Rift völgy (a Nagy-hasadékvölgy a Kelet-Afrikai árokban) nagy részét, magába foglalva a Genezáreti-tavat, a Holt-tengert, illetve attól délre az Arava völgyére is kiterjedt. A Lisan arabul „nyelv” -et jelent, a tó alakja után (a jordán Lisan félsziget osztja ketté a Holt-tenger medencéjét). A Lisan-tó vízszintje magasabb volt a mainál, de még maximális vízszintje – kb. 25 000 éve - is a tengerszint alatt volt 165 m-el. Ennek száradása során kb. 15 000 éve alakult ki a mai Holt-tenger egyre apadó vízszinttel és növekvő sókoncentrációval, valamint a Galileai-tenger.

A Perzsa-öböl és a Vörös-tenger a) jelenleg, b) a jégkorszakok alatt az onlinelibrary.wiley.com oldalról

A Vörös-tenger alacsonyabb szintje a Bab el Mandeb kb. 15 km-es szorosán keresztül könnyen átjárható volt, a Perzsa-öböl szinte teljesen száraz volt.  Ázsia többi részét sem hagyta érintetlenül a pleisztocén: A jégkorszakok csúcsán összefüggő szárazföldet alkotott a Délkelet-ázsiai szigetvilág és Indonézia (Szunda-föld és Wallacea); Indonéz szigetek és Ausztrália; a Fülöp-szigetek; Japán és az ázsiai kontinens. Kb. 70 000 évvel ezelőttre keltezhető az indonéz Toba vulkán egyik jelentős kitörése, mely szintén befolyásolhatta az akkori klimatikus viszonyokat a jégkorszakok mellett.

Pleisztocén Délkelet-Ázsia és Ausztrália a humanorigins.si.edu oldalról

Európa

Ekkor még vulkánok működtek a Francia-középhegységben, a székely Hargitában, Morvaországban és Sziléziában, és már aktívak voltak a cirkumpacifikus rendszer vulkánjai, a Nápoly melletti Campi Flegrei vulkánjai és a Vezúv (kb. 40 000 éves) valamint az Etna (kb. 700 000 éves) is. Kb. 52 000 évvel ezelőttre tehető az izlandi Z2 vulkán kitörése.

Doggerland a pangea.blog.hu oldalról

A jégkorszakok maximuma alatt összefüggő szárazföldet alkottak a Brit szigetek, Doggerland és Európa; Baleár szigetek; Szardínia, Korzika, Szicília és az Appennini-félsziget. Az első kimutatható gleccserek az Alpok déli oldalán – az északi árnyékos oldallal ellentétben - csak később, kb. 800 000-től jelentek meg. A periodikusan visszahúzódó-előrenyomuló jég itt is formálta a felszínt, periglaciálisan pedig tavak (Garda, Comoi, Genfi, Bodeni) alakultak ki. A jég legnagyobb kiterjedésekor Britanniában a Temzéig, a kontinensen a 40. szélességi fokig, Oroszországban a Don-Dnyeper területéig ért. Az Alpokban a hóhatár a mainál 1200 m-el lejjebb volt, a gleccserek a völgyekben húzódtak tova, a hegységek előterében egyesültek, és 100 km-nyi távolságra hatoltak. Az észak-amerikai Cordillerai és a Laurentide jégmező, az európai Fenno-skandiai jégmező a Brit-szigetekkel, az Alpok és Szibéria összefüggő jégtakarót alkotott az Északi-sarkkal. A jégkorszakokat a hidegen felül a szárazság és az erdők csökkenése is jellemezte, a puszták, a tundra öv pedig jóval nagyobb területet foglaltak el. Az interglaciálisok alatt pedig fordítva, a trópusi, a mérsékeltövi és a tajga erdők jóval északabbra nyúltak és nagyobb területre terjedtek ki. A Balti tenger a pleisztocén Eridanos ősfolyó jégárak által kiszélesített medrében alakult ki a holocénben, két meder: a Botteni és a Finn-öböl összefolyásával.

A Balti-tenger evolúciója

Európa az utolsó glaciális maximuma idején a blogs.egu.eu oldalról

Majd az utolsó jégkorszak elmúltával 14-16 000 évvel ezelőtt kezdett el fluktuálóan olvadni a jég és dinamikusan emelkedni a tengerszint, és alakította ki végül a kontinens mai arculatát. Kb. i.e. 6000-re, a Dover-szoros földhídját is erodálta a lefolyó víz, és vált külön Anglia, merült el Doggerland. A Márvány-tenger a pleisztocén jégkorszakok nagyobb részén kiszáradt, majd csak kb. i.e. 5300 körül létesült kapcsolata a Fekete-tengerrel a mai Boszporuszon és keletebbre az Izmiti-öbölnél is. Az Égei-szigetvilág közel összefüggő szárazulatot alkotott a Balkán-félszigettel és Anatóliával. A Földközi-tenger is a kb. 22 000-18 000 ezer évvel ezelőtti utolsó glaciális maximum alatt volt a legalacsonyabb, 120-130 méterrel lejjebb volt a vízszint, a szigetvilága többé-kevésbé összefüggő szárazföldet alkotott a félszigeteken keresztül a kontinenssel. Ekkor a Balkáni hegységben (még a Peloponnészoszon is) és a Kárpátokban is előfordultak helyenként gleccserek. I.e. 18 000 utáni lassú olvadás igen lassú vízszintemelkedést okozott, 13 000 évvel ezelőtt is még a maihoz képest 120 méterrel, i.e. 11 000 körül pedig még 50-60 méterrel alacsonyabban állt (Bolling-Allerod periódus kb. 15,000–13,000 B.P.). Jelentős olvadás és vízszint emelkedés kb. 15 m/év vízszintemelkedéssel ezután vette kezdetét teret és alapot adva a vízözönlegendáknak, melyet a Younger Dryas kis jégkorszakának lehűlése szakított meg átmenetileg kb. i.e. 12 500-11 500 között.

Afrika

Az afrikai magas hegységek (Kenya, Kilimandzsáró, Ruwenzori, Etiópia, Atlasz) gleccserekkel borítottak voltak a glaciális maximumok alatt, a többi területet szárazság sújtotta, kiterjedt szavanna és sivatagi övvel, zsugorodott trópusokkal, a nagyobb tavak is felszáradtak. Az interglaciálisok alatt pedig fordítva: az ekkor javuló klimatikus viszonyok még a legszárazabb területeken is élhető szavannakörnyezetet teremtettek átmenetileg, de legalább is korridorként összeköttetést a távolabbi területek felé. A pliocén kori proto-Földközi tenger – különösen az interstadiálisok alatt – megemelkedett vízszintje a Nílus völgyében egészen a felső-egyiptomi Kom Ombo-ig behatolt. Ezzel a később virágzó korai civilizációnak otthont adó termékeny völgy gyakorlatilag lakhatatlanná vált átmenetileg a víz levonulásáig.

A pliocén végi Afrika nagyobb tavai és medencéi (Agusti: Hominoid evolution  and climatic change)

Amerika

Bár a felső paleolitikumig a kontinensnek nem osztottak lapot az ember fejlődése során, a földtörténeti események párhuzamba állításakor jól jönnek a földrész geológiai kutatásainak eredményei. Észak-Amerikában az első Nebraska (az Alpokban ekkor Günz, Európában Menap, Britanniában Cromerian, Kelet-Európában Narew, Magyarországon Alsó Biharium) jégkorszak Kelet-Európához hasonlóan – Közép és Nyugat-Európával ellentétben - csak a pleisztocén közepe táján, 1,2-0,8 millió évvel ezelőtt alakult ki. A jég 3 eljegesedési központból táplálkozott: keleten a Labrador, középen a Keewatin, nyugaton pedig a Kordillerák jégtakaróból. A jégtakaró legnagyobb kiterjedésekor a 38. szélességi fokig ért. Az észak-amerikai Cordillerai és a Laurentide jégmező, az európai Fenno-skandiai jégmező, az Alpok és Szibéria pedig összefüggő jégtakarót (az Inuit jégmező) alkotott az Északi-sarkkal. A nagy tavak nyugati oldalán, jobbára Kanada területén feküdt a pleisztocén végi Agassiz-tó (Agassiz svájci-amerikai geológus után kapta nevét), mely az utolsó Wisconsin glaciáció után keletkezett az olvadékvizekből, kb. Fekete-tenger méretű lehetett. Hasonló volt a nyugati parton a Bonneville (Bonneville francia-amerikai prémvadász után kapta nevét) és mellette a Lahontan-tó (Lahontan francia katonatiszt után kapta nevét) Nevada és Utah területén, melyek a fokozódó felmelegedés hatására feltöredeztek, és több mai maradvány tavat alkotnak (lsd. USA-nál). A dél-amerikai Andokot és Patagóniát egységes jégtakaró borította. Említendő az inkább helyi jelentőségű Yellostowne szupervulkán több kitörése is a pleisztocén során.

Az utolsó jégkorszak maximális kiterjedése az északi féltekén (En.wikipedia.org)