Zaman es terakhir yang hebat di Bumi, yang dikenali sebagai Quaternay Glaciation, bermula kira-kira 3.2 juta tahun yang lalu. Tempoh ini dicirikan oleh pengembangan lapisan es di Antartika dan Greenland, serta turun naiknya lapisan ais Laurentian, yang meliputi sebahagian besar Kanada dan Amerika Syarikat. Pengunduran glasier ini bertanggungjawab untuk penciptaan berjuta-juta badan air yang berdiri di seluruh Amerika Utara, termasuk Great Lakes.
Walaupun penyebab zaman ais dikaitkan dengan kombinasi kitaran astronomi, keadaan atmosfera, arus lautan dan tektonik lempeng, sejauh ini penjelasan lengkap tidak ada. Namun, menurut penemuan penyelidikan baru oleh pasukan ahli geofizik Universiti Rice, zaman es terakhir Bumi mungkin disebabkan oleh pergeseran di Bumi berbanding dengan paksi putarannya yang menyebabkan kutubnya mengembara.
Kajian ini dilakukan oleh Daniel Woodworth dan Richard G. Gordon - seorang pelajar siswazah dan W.M. Keck Profesor Sains Bumi, Alam Sekitar dan Planet di Universiti Rice, masing-masing - dan baru-baru ini muncul dalam jurnal Surat Penyelidikan Geofizik. Demi kajian mereka, yang disokong oleh National Science Foundation (NSF), Woodworth dan Gordon menganalisis bukti geofizik dari Lautan Pasifik.
Ini termasuk tandatangan fosil dari sedimen laut dalam, tanda magnetik kerak samudera dan kedudukan "hot spot" mantel yang menciptakan Kepulauan Hawaii. Dari ini, pasukan menyimpulkan bahawa dalam 12 juta tahun terakhir, Bumi mengalami "pengembaraan kutub sejati" - fenomena di mana planet ini bergerak relatif terhadap paksi putarannya.
Apabila ini berlaku, lokasi kutub utara dan selatan berubah (atau mengembara). Dalam kes ini, Greenland bergerak cukup jauh ke arah kutub utara untuk memulai zaman ais terakhir. Seperti yang dijelaskan Woodworth dalam siaran berita Universiti Rice baru-baru ini:
"Tempat panas Hawaii diperbaiki, berbanding dengan paksi putaran, dari kira-kira 48 juta tahun yang lalu hingga kira-kira 12 juta tahun yang lalu, tetapi tetap pada lintang yang lebih jauh ke utara daripada yang kita dapati hari ini. Dengan membandingkan titik panas Hawaii dengan seluruh Bumi, kita dapat melihat bahawa pergeseran lokasi tercermin di seluruh Bumi dan ditumpangkan pada pergerakan plat tektonik. Itu memberitahu kita bahawa seluruh Bumi bergerak, relatif dengan paksi putaran, yang kita tafsirkan sebagai pengembara kutub yang benar. "
Karya mereka berdasarkan dua kajian sebelumnya dari tahun 2017. Yang pertama, yang dilakukan oleh Gordon dan penyelidik dari makmalnya sendiri, menunjukkan bahawa tempat panas bergerak perlahan dan dapat digunakan untuk menentukan kerangka rujukan global untuk gerakan plat. Yang kedua, yang dilakukan oleh penyelidik dari Universiti Harvard, adalah yang pertama menunjukkan hubungan antara pengembaraan kutub sejati dan permulaan zaman ais terakhir.
Tempat panas, seperti yang terletak di bawah Hawaii, adalah kawasan gunung berapi di mana bulu magma panas naik dari dalam dengan mantel. Tidak seperti bentuk aktiviti gunung berapi yang lain, bintik-bintik ini tidak terletak di sempadan plat tektonik. Digabungkan dengan kenyataan bahawa mereka lebih panas daripada mantel di sekitarnya, tempat panas mewakili sesuatu yang tidak baik bagi para saintis.
"Kami mengambil titik panas ini sebagai pelacak bulu yang berasal dari mantel dalam, dan kami menggunakannya sebagai bingkai rujukan kami," kata Gordon. "Kami berpendapat bahawa keseluruhan rangkaian titik panas global telah diperbaiki, berbanding dengan paksi putaran Bumi, sekurang-kurangnya 36 juta tahun sebelum pergeseran ini."
Oleh kerana Bumi adalah objek berputar, daya sentrifugalnya memastikannya adalah "sferoid oblate" dan bukan sfera sempurna - berukuran lebih kurang 42 km (26 mi) diameter lebih tinggi di khatulistiwa daripada dari tiang ke tiang. Menurut Woodworth dan Gordon, pengembaraan kutub sejati mungkin juga disebabkan oleh hal ini, di mana daya yang sama menyebabkan deposit yang sangat likat menumpuk di mantel di garis lintang dari khatulistiwa. Seperti yang dijelaskan oleh Gordon:
"Bayangkan anda mempunyai sirap yang sangat sejuk dan anda meletakkannya pada pancake panas. Semasa anda mencurahkannya, sementara anda mempunyai sedikit timbunan di bahagian tengah, di mana ia tidak meleleh seketika kerana kelikatan sirap sejuk. Kami rasa anomali padat di dalam mantel adalah seperti longgokan sementara yang kecil, hanya kelikatan yang jauh lebih tinggi di mantel bawah. Seperti sirap, ia akhirnya akan berubah bentuk, tetapi memerlukan masa yang sangat lama untuk melakukannya. "
Sekiranya gumpalan anomali ini cukup besar, mereka dapat mengimbangi planet ini, menyebabkannya beransur-ansur bergeser dan mendekatkan jisim berlebihan ke khatulistiwa. Pengagihan semula jisim ini ke khatulistiwa baru tidak akan mengubah kecondongan paksi putaran Bumi, tetapi akan mengubah titik di permukaan di mana sumbu putaran muncul (alias tiang).
Walaupun pergeseran yang mereka ukur hanya sekitar 3%, itu akan membawa kesan menggerakkan mantel Bumi. Sementara mantel di bawah kawasan tropis Pasifik akan bergerak ke selatan, Greenland dan sebahagian Eropah dan Amerika Utara akan bergerak ke utara. Pergeseran ini akan mengakibatkan suhu yang lebih rendah di lokasi-lokasi terakhir ini, yang dapat memicu zaman es terakhir.
Menurut Woodworth, data titik panas dari Hawaii memberikan beberapa bukti terbaik bahawa pengembaraan kutub benar bertanggungjawab terhadap cara kutub Bumi mula bergerak 12 juta tahun yang lalu. Namun, mereka juga mengesyaki bahawa kejadian pengembaraan kutub di masa lalu dapat direkodkan pada tanda tangan batuan magnet, yang dikaji oleh ahli geofizik untuk menentukan kapan medan magnet Bumi membalik pada masa lalu.
Ke depan, Woodworth dan Gordon bekerjasama dengan rakan sekerja untuk membuat analisis. Selain memperluasnya dari 12 juta tahun yang lalu hingga sekarang, mereka juga ingin memperluasnya ke masa lalu, melebihi tarikh mula 48 juta tahun yang mereka gunakan untuk kajian ini. Hasilnya dapat menjadi pemahaman yang lebih halus tentang bagaimana sejarah geologi Bumi, zaman aisnya, dan evolusi kehidupan saling berkaitan.
