O epoca de gheata este o perioada de temperaturi globale mai reci si de expansiune glaciara recurenta, capabila sa dureze sute de milioane de ani. Mulțumită eforturilor geologului Louis Agassiz și matematicianului Milutin Milankovitch, oamenii de știință au stabilit că variațiile de pe orbita Pământului și tectonica deplasării plăcilor stimulează epilarea și scăderea acestor perioade. Au existat cel puțin cinci vârste semnificative de gheață în istoria Pământului, cu aproximativ o duzină de epoci de expansiune glaciară care au avut loc în ultimul milion de ani. Oamenii s-au dezvoltat semnificativ în cea mai recentă perioadă de glaciație, apărând ca animalul terestru dominant ulterior, pe măsură ce megafauna, cum ar fi mamutul lână a dispărut.
Epoca de gheață este o perioadă de temperaturi globale mai reci, care prezintă o expansiune glacială recurentă pe suprafața Pământului. Capabile să dureze sute de milioane de ani, aceste perioade sunt întrerupte cu intervale interglaciare mai calde în care sunt prezente cel puțin o gheață majoră. Pământul este în prezent în mijlocul unei epoci de gheață, deoarece straturile de gheață din Antarctica și Groenlanda rămân intacte, în ciuda temperaturilor moderate.
Aceste perioade globale de răcire încep atunci când o scădere a temperaturii împiedică zăpada să se topească complet în unele zone. Stratul de jos se transformă în gheață, care devine un ghețar, deoarece greutatea zăpezii acumulate face ca aceasta să avanseze încet. Apare un model ciclic în care zăpada și gheața captează umiditatea Pământului, alimentând creșterea acestor straturi de gheață pe măsură ce nivelurile mării scad simultan.
O epocă de gheață provoacă schimbări enorme la suprafața Pământului. Ghețarii remodelează peisajul ridicând roci și sol și erodând dealurile în timpul apăsării lor de neoprit, greutatea lor scăzând crusta pământului. Pe măsură ce temperaturile scad în zonele adiacente acestor stânci, viața plantelor cu vreme rece este condusă către latitudinile sudice. Între timp, scăderea dramatică a nivelului mării permite râurilor să sculpteze văi mai adânci și să producă niște lacuri interioare enorme, podurile de pământ scufundate anterior apărând între continente. După ce se retrag în perioade mai calde, ghețarii lasă în urmă creste împrăștiate de sedimente și umplu bazinele cu apă topită pentru a crea noi lacuri.
Oamenii de știință au înregistrat cinci vârste semnificative de gheață de-a lungul istoriei Pământului: Huronian (acum 2,4-2,1 miliarde de ani), Cryogenian (acum 850-635 milioane de ani), Andean-Saharan (460-430 mii), Karoo (360-260 mii) și Cuaternar (2.6 mya-prezent). Aproximativ o duzină de glaciații majore au avut loc în ultimul milion de ani, dintre care cea mai mare a atins vârful în urmă cu 650.000 de ani și a durat 50.000 de ani. Cea mai recentă perioadă de glaciație, cunoscută adesea drept „Epoca de gheață”, a atins condițiile maxime cu aproximativ 18.000 de ani în urmă, înainte de a da loc perioadei interglaciare a Holocenului acum 11.700 de ani.
La înălțimea glaciației recente, gheața a crescut la mai mult de 12.000 de metri grosime pe măsură ce foile s-au răspândit în Canada, Scandinavia, Rusia și America de Sud. Nivelurile corespunzătoare ale mării au coborât mai mult de 400 de metri, în timp ce temperaturile globale au coborât în medie la 10 grade Fahrenheit în medie și până la 40 de grade în unele zone. În America de Nord, regiunea statelor de pe coasta Golfului a fost punctată de păduri de pin și ierburi de pradă care sunt astăzi asociate cu statele din nord și Canada.
Originile teoriei glaciarei au început în urmă cu sute de ani, când europenii au remarcat că ghețarii din Alpi s-au micșorat, dar popularizarea acesteia este creditată geologului elvețian din secolul al XIX-lea, Louis Agassiz. Contradicând credința că o inundație largă a ucis astfel de megafaună ca mamutul lânos, Agassiz a indicat striațiile de rocă și grămada de sedimente ca dovadă a activității ghețarilor dintr-o iarnă distructivă globală. Geologii au găsit curând dovezi despre viața plantelor între sedimentele glaciare și, până la sfârșitul secolului, a fost stabilită teoria mai multor ierni globale.
O a doua figură importantă în dezvoltarea acestor studii a fost matematicianul sârb Milutin Milankovitch. Căutând să grafică temperatura Pământului din ultimii 600.000 de ani, Milankovitch a calculat cu atenție modul în care variațiile orbitale, cum ar fi excentricitatea, precesiunea și înclinarea axială au afectat nivelul radiațiilor solare, publicându-și lucrările în cartea din 1941, Canon of Insolation and the Ice Age Problem. Rezultatele lui Milankovitch au fost coroborate atunci când îmbunătățirile tehnologice din anii '60 au permis analizarea nucleelor de gheață de mare adâncime și a scoicilor de plancton, ceea ce a ajutat la identificarea perioadelor de glaciație.
Alături de nivelurile de radiații solare, se crede că încălzirea și răcirea globală sunt conectate la activitatea tectonică a plăcilor. Schimbarea plăcilor Pământului creează schimbări la scară largă la mase continentale, care afectează curenții oceanici și atmosferici și declanșează activitatea vulcanică care eliberează dioxidul de carbon în aer.
Un rezultat semnificativ al perioadei recente de gheață a fost dezvoltarea Homo sapiens. Oamenii s-au adaptat la clima dură, dezvoltând instrumente precum acul osului pentru a coase îmbrăcăminte caldă și au folosit podurile terestre pentru a se răspândi în noi regiuni. La începutul perioadei mai calde a Holocenului, oamenii au fost în măsură să profite de condițiile favorabile dezvoltând tehnici agricole și de domesticire. Între timp, mastodonții, pisicile cu dinți de sabl, năpastile uriașe de pământ și alte megafaună care au domnit în perioada glaciară au dispărut până la sfârșit.
Motivele dispariției acestor uriași, de la vânătoarea umană la boală, se numără printre misterele din epoca de gheață care nu au fost încă explicate pe deplin. Oamenii de știință continuă să studieze dovezile acestor perioade importante, atât pentru a obține mai multă cunoaștere a istoriei Pământului, cât și pentru a ajuta la determinarea evenimentelor climatice viitoare.
