עידן הקרח הגדול האחרון של כדור הארץ, המכונה "הקרחון הרביעי", החל לפני כ -3.2 מיליון שנה. תקופה זו התאפיינה בהתפשטות יריעות קרח מאנטארקטיקה וגרנלנד, כמו גם בתנודת גיליון הקרח הלורדיאני, שכיסה את מרבית קנדה וארצות הברית. נסיגת קרחון זה אחראית ליצירת מיליוני גופי מים עומדים ברחבי צפון אמריקה, כולל האגמים הגדולים.
אמנם הגורמים לעידני הקרח יוחסו לשילוב של מחזורים אסטרונומיים, תנאים אטמוספריים, זרמי אוקיינוס וטקטוניקת צלחות, אולם עד כה לא היה הסבר מלא. עם זאת, על פי ממצאי מחקר חדשים שנערכו על ידי צוות גיאופיזיקאים מאוניברסיטת רייס, ייתכן שעידן הקרח האחרון של כדור הארץ נגרם כתוצאה מתזוזות בכדור הארץ ביחס לציר הסיבוב שלו שגרם לקטטותיו לנדוד.
מחקר זה נערך על ידי דניאל וודוורת 'וריצ'רד ג' גורדון - סטודנט לתואר שני וה W.M. קק פרופסור למדעי כדור הארץ, איכות הסביבה והפלנטריה באוניברסיטת רייס, בהתאמה - והופיע לאחרונה בכתב העת מכתבי מחקר גיאופיזיים. לצורך המחקר שלהם, שנתמך על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF), ניתחו וודוורת 'וגורדון ראיות גאופיזיות מהאוקיאנוס השקט.
זה כלל חתימות מאובנות משקעי אוקיינוס עמוקים, חתימה מגנטית של הקרום האוקיאני ומיקומו של "נקודה חמה" של המעטפת שיצרה את איי הוואי. מכאן הסיק הצוות כי בתוך 12 מיליון השנים האחרונות חווה כדור הארץ "שוטטות קוטב אמיתיות" - תופעה בה כוכב הלכת עבר ביחס לציר הסיבוב שלו.
כאשר זה קורה, מיקומם של הקוטב הצפוני והדרומי משתנה (או משוטט). במקרה זה, גרינלנד התקדמה מספיק לעבר הקוטב הצפוני כדי לבעוט את עידן הקרח האחרון. כפי שהסביר וודוורת 'במהדורת הידיעה האחרונה באוניברסיטת רייס:
"הנקודה החמה בהוואי הייתה קבועה יחסית לציר הסחרור, מלפני כ- 48 מיליון שנה לפני כ- 12 מיליון שנה, אך היא הייתה קבועה על קו רוחב רחוק יותר מכפי שאנו מוצאים אותה כיום. על ידי השוואת הנקודה החמה בהוואי לשאר כדור הארץ, אנו יכולים לראות שהשינוי במיקום הזה בא לידי ביטוי בשאר כדור הארץ ומונח על גבי תנועת הלוחות הטקטוניים. זה אומר לנו שכדור הארץ כולו זז, יחסית לציר הסחרור, שאנחנו מפרשים שהוא שוטטות קוטב אמיתיות. "
עבודתם מבוססת על שני מחקרים קודמים משנת 2017. הראשון, שנערך על ידי גורדון וחוקרים ממעבדתו שלו, הדגים כי נקודות חמות נעות באטיות וניתן להשתמש בהן כדי להגדיר מסגרת ייחוס עולמית לתנועות צלחת. השני, שנערך על ידי חוקרים מאוניברסיטת הרווארד, היה הראשון שהראה קשר בין שיטוט קוטבי אמיתי לבין תחילת עידן הקרח האחרון.
נקודות חמות, כמו זו שנמצאת מתחת להוואי, הן אזורים געשיים שבהם פלומות של מאגמה לוהטת עולות עמוקות עם המעטפת. בשונה מצורות פעילות וולקניות אחרות, כתמים אלה אינם ממוקמים בגבולות הלוחות הטקטוניים. בשילוב עם העובדה שהם חמים יותר מאשר המעטפת שמסביב, נקודות חמות מייצגות משהו של אנומליה עבור המדענים.
גורדון אמר כי "אנו לוקחים את המקומות החמים האלה כמעקבים מסומנים של פלומות המגיעות מהמלבוש העמוק. אנו משתמשים בזה כמסגרת הייחוס שלנו". "אנו חושבים שכל הרשת העולמית של נקודות החמות הייתה קבועה יחסית לציר הסיבוב של כדור הארץ, לפחות 36 מיליון שנים לפני המשמרת הזו."
מכיוון שכדור הארץ הוא אובייקט מסתובב, הכוח הצנטריפוגלי שלו מבטיח שהוא "כדור ספורואידי" ולא כדור מושלם - מדידתו כ- 42 ק"מ (26 מייל) בקוטר יותר בקו המשווה מאשר מקוטב לקוטב. לטענת וודוורת 'וגורדון, נדודים קוטביים אמיתיים עשויים להיות גם תוצאה של זה, כאשר אותו כוח גורם להיווצרות משקעים צמיגים מאוד במעטפת בקווי הרוחב המרוחקים מקו המשווה. כפי שהסביר גורדון:
"תאר לעצמך שיש לך סירופ ממש ממש קר, ואתה שם אותו על לביבות חמות. כשאתה שופך אותו, יש לך ערימה קטנה במרכז, שם היא לא מתפשטת מייד בגלל הצמיגות של הסירופ הקר. אנו חושבים שהחריגות הצפופות במעטפת הן כמו אותה ערימה זמנית קטנה, רק הצמיגות גבוהה הרבה יותר במעטפת התחתונה. כמו הסירופ, בסופו של דבר הוא יתעוות, אבל לוקח הרבה זמן לעשות זאת ממש. "
אם גושים חריגים אלה הם מסיביים מספיק, הם עלולים לא לאזן את כדור הארץ, ולגרום לו להשתנות בהדרגה ולקרב את המסה העודפת לקו המשווה. חלוקה מחדש של מסה לקו המשווה החדשה לא תשנה את הטיה של ציר הסיבוב של כדור הארץ, אלא תשנה את הנקודות על פני השטח שאליהן ציר הסחרור מופיע (המכונה גם הקטבים).
בעוד שהמשמרת שהם מדדו הייתה רק בכ -3%, זה היה משפיע על העברת המעטפת של כדור הארץ. בעוד המעטפת מתחת לחלקים הטרופיים של האוקיאנוס השקט הייתה נעה דרומה, גרינלנד וחלקים של אירופה וצפון אמריקה היו זזים צפונה. שינוי זה יביא לטמפרטורות נמוכות יותר במיקומים האחרונים הללו, מה שעלול היה לעורר את עידן הקרח האחרון.
על פי וודוורת ', נתוני הנקודות החמות מהוואי מספקות כמה מהעדויות הטובות ביותר לכך שנדוד קוטבי אמיתי אחראי לאופן בו קטבי כדור הארץ מתחילים לנוע לפני 12 מיליון שנה. עם זאת, הם חושדים כי מקרים בעבר של שוטטות קוטבית עשויים להירשם בחתימות מגנטיות של סלעים, שנחקרו על ידי גאופיזיקאים כדי לקבוע מתי השדה המגנטי של כדור הארץ התהפך בעבר.
במבט קדימה, וודוורת 'וגורדון עובדים עם קולגות לבנות על הניתוח שלהם. בנוסף להארכתו מלפני 12 מיליון שנה להווה, הם רוצים גם להרחיב אותה עוד יותר אל העבר, מעבר לתאריך ההתחלה של 48 מיליון שנה בהם השתמשו למחקר זה. התוצאה של זה עשויה להיות הבנה מעודנת יותר של האופן שבו ההיסטוריה הגיאולוגית של כדור הארץ, עידן הקרח שלה והתפתחות החיים קשורים זה לזה.
