miniatura|Il·lustració científica de la Terra durant l'últim màxim glacial Una època glacial o període glacial és un període llarg durant el qual la temperatura global de la Terra baixa prou per permetre l'aparició o el creixement de les glaceres continentals, els casquets polars i les glaceres alpines. El clima de la Terra va oscil·lant entre períodes «nevera», en els quals hi ha casquets polars i glaceres, i períodes «hivernacle», en els quals desapareixen de la superfície del planeta. Els episodis de refredament durant una època glacial es coneixen com a edats glacials, mentre que els episodis d'escalfament es coneixen com a interglacials.
En glaciologia, el terme època glacial se sol utilitzar per referir-se a un període en el qual hi ha casquets glacials tant a l'hemisferi nord com a l'hemisferi sud.Definició utilitzada en aquest article. Com que encara hi ha casquets polars a Groenlàndia i l'Antàrtida, segons aquesta definició la Terra encara estaria sumida en una època glacial. En altres disciplines i en el llenguatge corrent, quan es parla dels últims milions d'anys, s'utilitza època glacial per referir-se a períodes més freds amb casquets glacials extensos a Nord-amèrica i Euràsia. Segons aquesta altra definició, l'època glacial més recent s'hauria acabat fa aproximadament 10.000 anys. De totes maneres, es preveu que l'escalfament global a causa de l'emissió de gasos amb efecte d'hivernacle pels éssers humans eviti la propera edat glacial, que hauria d'arribar d'aquí a uns 50.000 anys, així com altres futures edats glacials.
Orígens de la teoria glaciològica La idea que en el passat les glaceres havien estat més extenses era saber popular en algunes regions alpines d'Europa: Imbrie i Imbrie (1979) recullen el testimoni d'un llenyataire que explicà a Jean de Charpentier l'antiga extensió de la glacera suïssa del Grimselpass. La teoria no fou desenvolupada per una única persona. Entre el 1825 i el 1833, Charpentier reuní proves per donar suport al concepte. El 1836, Charpentier i VenetzDoug Macdougall, Frozen Planet: The Once and Future Story of Ice Ages, University of California Press, 2004. convenceren Louis Agassiz de la seva teoria, i Agassiz la publicà en el seu llibre Étude sur les glaciers (‘Estudi sobre les glaceres’).Louis Agassiz: Études sur les glaciers, Neuchâtel 1840. Llibre digital a Wikitexts. Accedit el 25 febrer 2008. Macdougall, Charpentier i Venetz rebutjaren les idees d'Agassiz, qui havia ampliat el seu treball, afirmant que la majoria dels continents havien estat coberts de glaç en temps remots.
En aquell moment, el que s'estudiava eren els períodes glacials dels últims centenars de milers d'anys, durant l'època glacial actual; encara no se sospitava l'existència d'antigues èpoques glacials.
Proves miniatura|L'extracció i posterior anàlisi de nuclis de glaç contribueixen a la comprensió de les èpoques glacials. Hi ha tres tipus principals de proves que deixen constància de les èpoques glacials: geològiques, químiques i paleontològiques. Les proves geològiques es troben en diverses formes, com ara roques erosionades, morrenes glacials, drúmlins, l'excavació de valls i el dipòsit de til·lites o blocs erràtics. Les sèries de glaciacions tendeixen a distorsionar i eliminar les proves geològiques, fent que siguin difícils d'interpretar. Es trigà bastant a trobar la teoria actual.
Les proves químiques consisteixen principalment en variacions en la proporció d'isòtops en roques sedimentàries, nuclis sedimentaris oceànics i, pels períodes glacials més recents, nuclis de glaç. Com que l'aigua amb isòtops més pesants té una temperatura d'ebullició més alta, la seva quantitat es redueix quan les condicions són més fredes. Això permet l'elaboració d'un registre tèrmic. Tanmateix, aquestes proves poden ser adulterades per altres factors que canvien la proporció d'isòtops. Per exemple, una extinció massiva incrementa la proporció d'isòtops lleugers als sediments i al glaç perquè els processos biològics tendeixen a preferir els isòtops lleugers; per tant, una reducció en els processos biològics allibera més isòtops lleugers, que poden dipositar-se als sediments.
Les proves paleontològiques consisteixen en els canvis en la distribució geogràfica dels fòssils. Durant un període de glaciació, els organismes adaptats al fred migren cap a latituds més baixes, i els organismes que prefereixen un clima més càlid s'extingeixen o viuen en zones més equatorials. També és difícil interpretar aquests indicis, ja que calen:
Seqüències de sediments que cobreixin un ample període a diferents latituds i que es puguin correlacionar fàcilment Organismes primitius que sobrevisquin durant milions d'anys sense canviar, i dels quals es conegui el clima ideal Descobriments de fòssils adients, cosa que depèn molt de l'atzar
Malgrat les dificultats, les anàlisis de nuclis de glaç i de sediments oceànics mostren clarament l'alternança de períodes glacials i interglacials durant els últims milions d'anys. També confirmen la relació entre les èpoques glacials i fenòmens de l'escorça continental com ara les morrenes glacials, els drúmlins i els blocs erràtics. Per això se solen acceptar els fenòmens de l'escorça continental com a prova vàlida d'èpoques glacials anteriors, quan es troben en capes creades molt abans que l'interval de temps que permet estudiar els nuclis de glaç i els sediments marins.
Cronologia miniatura|esquerra|Mapa de l'època de gel del nord d'Europa central. En vermell: límit màxim de l'època glacial Weichseliana; en groc: màxim de l'època glacial de Saala; en blau: glaciació màxima de l'època de gel d'Elster. Hi ha hagut almenys quatre grans èpoques glacials en el passat. A part d'aquests períodes, sembla que la Terra sempre ha estat lliure de glaç fins i tot a les latituds més altes.
L'època glacial hipotètica més antiga, la glaciació huroniana, tingué lloc entre fa 2.700 Ma i 2.300 Ma, a principis de l'eó Proterozoic.
L'època glacial ben documentada més antiga, i probablement la més severa dels últims mil milions d'anys, tingué lloc entre fa 850 i 630 milions d'anys (al període Criogenià), i podria haver produït una Terra bola de neu, en què el globus sencer quedà cobert de glaç. Durà uns cinc milions d'anys.Harvard University (5 març 2010). Snowball Earth: New evidence hints at global glaciation 716.5 million years ago. ScienceDaily. Consultat el 8 març 2010, de http://www.sciencedaily.com /releases/2010/03/100304142228.htm Acabà molt ràpidament a mesura que el vapor d'aigua tornava a l'atmosfera terrestre. S'ha suggerit que el final d'aquesta època glacial desencadenà l'explosió cambriana, tot i que aquesta teoria és recent i controvertida. miniatura|Els registres sedimentaris mostren les seqüències alternants de períodes glacials i interglacials en els últims milions d'anys. El gràfic mostra els nivells de concentració de cations de calci (vegeu la secció Vulcanisme) a la zona sedimentària més profunda (bentònica) basat en les dades aportades per les mostres recollides a l'Estació Vostok de l'Antàrtida. L'antiguitat del gel està expressada en kyr(1 kyr=fa 1000 anys).
Una època glacial menor, l'andeana-sahariana, durà entre fa 460 i 430 milions d'anys, durant l'Ordovicià superior i el Silurià. Hi hagué intervals amb extensos casquets polars entre fa 350 i 260 milions d'anys, durant el Carbonífer i Cisuralià, relacionats amb la glaciació del Karoo.
L'època glacial actual començà fa quaranta milions d'anys amb l'expansió d'una capa de glaç a l'Antàrtida. S'intensificà a l'acabament del Pliocè, fa tres milions d'anys, amb l'extensió de capes de glaç a l'hemisferi nord, i continuà durant el Plistocè. Des d'aleshores, el món ha passat cicles de glaciació amb l'avenç i retrocés de les capes de glaç durant milers d'anys. El període glacial més recent s'acabà fa uns deu mil anys.
Les èpoques glacials també es poden subdividir segons l'àmbit geogràfic i el temps; per exemple, els noms Riss (fa 180.000 - 130.000 anys) i Würm (fa 70.000 - 10.000 anys) es refereixen específicament a glaciacions de la regió alpina. Cal remarcar que l'extensió màxima del glaç no es manté durant tot el període. Malauradament, l'acció erodent de cada glaciació tendeix a eliminar la majoria de les proves de capes de glaç anteriors gairebé completament, excepte en regions en què la capa més recent no arriba a l'expansió màxima. És possible que no es coneguin períodes glacials més antics, especialment del Precambrià, a causa de l'escassetat de roques de latituds altes dels períodes més antics.
Glacials i interglacials miniatura|El patró dels canvis en la temperatura i el volum de glaç relacionats amb els glacials i interglacials recents. Per una explicació més detallada d'aquest gràfic vegeu:EPICA
Dins de les èpoques glacials (o almenys dins de l'última), hi ha períodes més temperats i més severs. Els més freds s'anomenen períodes glacials, i els més càlids, interglacials.
Els glacials es caracteritzen per climes més freds i secs a gran part de la terra, així com per grans masses de glaç que s'estenen des dels pols per terra i mar. Les glaceres de les muntanyes arriben a altituds més baixes a causa d'una cota de neu més baixa. El nivell del mar baixa a causa de l'aigua atrapada al glaç. Hi ha proves que les glaciacions distorsionen els patrons de circulació oceànica. Com que la Terra té grans zones glaçades a l'Àrtida i l'Antàrtida, ens trobem en un mínim glacial. Aquests períodes s'anomenen interglacials. L'època actual, l'Holocè, és un interglacial.
Es creia que els períodes interglacials solen durar uns dotze mil anys, però les proves revelades per l'estudi de nuclis de glaç semblen contradir-ho. Per exemple, un article a Nature suggereix que l'interglacial actual pot ser semblant a un interglacial anterior que durà 28.000 anys.
Els canvis deguts a la variació orbital de la Terra suggereixen que la propera època glacial començarà d'aquí a cinquanta mil anys, malgrat l'escalfament global provocat per l'ésser humà. Tanmateix, els canvis provocats pels gasos amb efecte d'hivernacle haurien de compensar la variació orbital si es continuen utilitzant combustibles fòssils.
Retroalimentació positiva i negativa Cada període glacial està subjecte a una retroalimentació positiva que el fa més sever i una retroalimentació negativa que en mitiga els efectes i que (en tots els casos fins ara) acaba per posar-hi fi.
Processos que fan més severa l'època glacial El gel i la neu augmenten l'albedo, és a dir, fan que es reflecteixi més llum solar i se n'absorbeixi menys. Per tant, quan baixa la temperatura de l'aire, s'estenen les capes de glaç i neu, i això continua fins que s'assoleix un equilibri. La reducció dels boscos que provoca l'expansió del glaç també incrementa l'albedo.