Een ijstijd is een periode waarin het klimaat op aarde kouder is dan normaal, met ijskappen die de polen bedekken en gletsjers die grotere hoogten domineren. Binnen een ijstijd zijn er verschillende pulsen van koudere en warmere klimatologische omstandigheden, bekend als 'glacialen' en 'interglacialen'. Zelfs binnen een interglaciaal blijft ijs minstens één van de polen bedekken. Buiten een ijstijd daarentegen zijn de temperaturen hoger en stabieler en is er veel minder ijs rondom. De aarde heeft tot nu toe minstens vijf belangrijke ijstijden doorgemaakt.
Eén blik op onze ijzige polen en bevroren pieken maakt duidelijk dat ons huidige tijdperk (het Holoceen, ca. 12.000-heden) eigenlijk een interglaciaal vertegenwoordigt binnen de ijstijd die het Kwartair overspant, de geologische periode die ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden begon en zowel het Pleistoceen (ca. 2,6 miljoen jaar geleden - ca. 12.000 jaar geleden) als het Holoceen omvat. Deze hele periode wordt gekenmerkt door cycli van ups en downs in ijskapvolumes en temperaturen die soms binnen enkele decennia tot 15 °C kunnen veranderen. Dit snel omslaande klimaat kan enorme domino-effecten geven over de hele wereld, waardoor de vegetatie en de diersoorten die in bepaalde gebieden kunnen overleven, veranderen; ook heeft het de vormgeving van de menselijke evolutie beïnvloed. Juist vanwege die connectie met ons eigen verhaal zal deze definitie zich grotendeels richten op de Kwartaire ijstijd, en vooral op de voor ons meer onbekende wereld van het Pleistoceen, met zijn prachtige mammoeten en langtandige katten die overleefden naast de vroege menselijke jager-verzamelaars die zich een weg baanden door deze veranderlijke omstandigheden.
Klimaat
Nadat de Antarctische ijskap ongeveer 38 miljoen jaar geleden voor het eerst zijn kille vingers door de oceanen van de wereld begon te spreiden, zorgden de afkoelende oceanen ervoor dat de temperatuurschommelingen van de aarde sterker en sterker werden. Een belangrijke afkoelingsstap vond ongeveer 2,6 miljoen jaar geleden plaats aan het begin van het Kwartair, en deze werd gevolgd door steeds grimmiger wordende fasen: ca. 1,8 miljoen jaar, ca. 900.000 jaar, en ca. 400.000 jaar geleden.
Deze toenemende kracht is vooral merkbaar vanaf ongeveer 900.000 jaar geleden, omdat het pas op dit punt was dat grote ijsbedekkingen - met uitgestrekte ijskappen die grotere hoogten in Eurazië en Noord-Amerika bedekten - een gemeenschappelijke kenmerk van de Kwartaire ijstijd werden. Vanaf deze tijd was overleven niet langer een simpele opgave, maar vereiste het te leren omgaan met veel extremere omstandigheden. Tijdens de koudeschommelingen konden de temperaturen waarden bereiken tot een angstaanjagende 21 °C kouder dan nu, hoewel het gemiddelde dichter ligt bij 5 °C kouder dan tegenwoordig. Tijdens kwartaire ijstijden in het algemeen kon de zeespiegel vanwege de hoeveelheid water die vastzit in bevroren vorm, tot 120 meter lager zijn dan nu. Er bleef dus veel meer land onbedekt voor soorten om te verkennen, en plaatsen zoals de Britse eilanden werden plotseling bereikbaar doordat de Noordzee in deze tijden veranderde in een soort 'Noordland'. Terwijl de noordelijke uitlopers van de aarde met toendra bedekt raakten, werd Afrika steeds droger.
Glaciale klimaten - die in sterkte en effect varieerden, en die verschillende gebieden op verschillende manieren beïnvloedden - namen over het algemeen vrij geleidelijk in kracht toe, te beginnen met koelere en nattere omstandigheden die uiteindelijk een climax bereikten in een koude en droge fase. De ijskappen werden zo dik dat ze zich een tijdlang konden handhaven aan het begin van een opwarmende trend, om vervolgens plotseling in te storten, wat dan leidde tot een zeer bruuske omslag naar een interglaciaal. De temperaturen konden dan een tijd lang behoorlijk aangenaam blijven, terwijl de wereld te maken kreeg met hogere zeespiegels en daadwerkelijk toegankelijke hogere breedtegraden. Gedurende de afgelopen 1,2 miljoen jaar hadden deze cycli over het algemeen een lengte van ongeveer 100.000 jaar.
Voor soorten is het geen gemakkelijke opgave om zich aan te passen aan zulke wispelturige omstandigheden, vooral gezien de snelheid waarmee dingen konden veranderen.
Faunale diversiteit
De covergirl van het Pleistoceen is zonder twijfel de wolharige mammoet: een ruig behaarde foerageerder met enorme, torenhoge, gebogen slagtanden, die verwant is aan de olifant. Eigenlijk zijn mammoeten afkomstig uit Afrika; ze begonnen tijdens het Pleistoceen hun trek naar de noordelijke toendra's. Ze waren niet de enige soorten die in deze periode floreerden. De verschijning en uitbreiding van onder andere het geslacht Equus (waartoe paarden en zebra's behoren), bizons, oerossen, nijlpaarden, reuzengrondluiaards, woelmuizen, de hertenfamilie (waaronder oversized versies als Megaloceros of Reuzenhert, en het elandgeslacht), en de tweede wollige krachtpatser – de wolharige neushoorn – vulden het prehistorische landschap.
Aan roofdieren die zich aan zo'n verscheidenheid aan prooidieren tegoed wilden doen, was al spoedig geen gebrek; sabeltandkatten (die over het algemeen niet nauw verwant waren aan katten) kauwden op prooi gedurende het hele Pleistoceen, en leeuwen varieerden helemaal van zuidelijk Afrika tot zuidelijk Noord-Amerika tijdens het late Pleistoceen, inclusief holenleeuwen die zich helemaal van Europa tot West-Canada verspreidden. Grotten waren populair; holenberen waren te vinden in heel Europa en Azië tot in het noordoosten van Siberië, en hetzelfde geldt voor de grothyena.
Het verdwijnen van de megafauna
Een dergelijke diversiteit is moeilijk voor te stellen vanuit ons huidige perspectief, in een tijd waarin mensen de wereld zo hebben aangepast aan hun eigen behoeften dat de habitats van veel dieren al zijn gekrompen of zelfs volledig verdwenen. En inderdaad zijn veel van de hierboven genoemde wezens al lang uitgestorven. Nogal wat van de grootste soorten in het bijzonder, gezamenlijk aangeduid als de Pleistocene megafauna, lijken te zijn afgenomen en verdwenen tegen het einde van het Pleistoceen, in een massale uitstervingsgebeurtenis.
De laatste holenberen lijken hun einde ergens tussen ca. 30.500 - ca. 28.500 jaar geleden te hebben gevonden, rond de tijd van het Laatste Glaciale Maximum (het meest recente glaciaal, waarin de ijskappen een piekgroei bereikten tussen ca. 26.500 en ca. 19.000 jaar geleden). In feite zagen de noordelijke uithoeken van Eurazië vanaf deze tijd maar liefst zo'n 37% van de soorten met een gewicht van meer dan 44 kg verdwijnen. Soorten als holenleeuwen en wolharige neushoorns rekten hun bestaan nog tot ca. 14.000 jaar geleden, die laatste soort had zich tegen die tijd al ver teruggetrokken in Noordoost-Siberië als laatste toevluchtsoord en leek moeite te hebben met het laat-glaciale opwarmingsklimaat (dat ook de planten beïnvloedde die hem tot voedsel dienden).
Onze iconische mammoet overleefde eigenlijk tot in het Holoceen (naast het reuzenhert, dat voor het laatst bekend is van de Oeral in Siberië rond 7700 jaar geleden), zij het teruggedrongen tot een laatste toevluchtsoord op het eiland Wrangel in Arctisch Siberië, waar hij uiteindelijk ca. 3600 jaar geleden de geest gaf. Dit is een soort waarop de impact van klimaatverandering duidelijk te zien is, want nadat het laatste glaciale maximum eindigde, lijken de warmere omstandigheden een ernstige deuk in de klimatologische niche van de mammoeten te hebben gemaakt en hun aantallen kelderden. We weten dat mensen ook vrij succesvol op hen hebben gejaagd, en het lijkt erop dat het uitdagende klimaat de mammoeten behoorlijk kwetsbaar maakte.
Deze combinatie van klimatologische en door de mens veroorzaakte effecten was misschien wel de boosdoener als het ging om het uitsterven van meer van deze Pleistocene favorieten, waaronder de Euraziatische steppenbizon en het wilde paard. Over de fijnere details wordt echter fel gediscussieerd.
Vroege mensen
Net als de andere fauna werden prehistorische mensen direct beïnvloed door het onvoorspelbare Kwartaire klimaat. In feite lijkt het erop dat onze overleving en ontwikkeling eigenlijk werden gevormd door de snelle verschuivingen in omstandigheden die met de ijstijd gepaard gingen; Alle grote ijkpunten van het voorkomen van soorten in onze evolutionaire geschiedenis, evenals de ontwikkeling van de verschillende steentechnologieën, kunnen worden gekoppeld aan perioden van zeer grote klimatologische variatie. Mensen moesten zich dus niet alleen kunnen aanpassen aan bijvoorbeeld regenwouden, maar ook aan dorre graslanden, en degenen die hier goed in waren, deden het duidelijk beter dan hun beperktere tijdgenoten. Hierdoor werden mensen steeds vindingrijker.
Aanpassingsvermogen betekent ook dat het mogelijk werd om naar geheel nieuwe gebieden te gaan en te leren omgaan met de specifieke eigenaardigheden aldaar en ervan te profiteren. Zo was er zo'n 870.000 jaar geleden een duidelijke temperatuurdaling die grote herbivoren naar Zuid-Europa duwde en een corridor door de Povlakte opende, waarvan Homo heidelbergensis zich scherp bewust was. Binnen Europa leerden deze mensen vervolgens mee te bewegen met de getijden van groei en ondergang van de gletsjers en hakten ze een aantal mooie plekjes voor zichzelf uit.
De klimatologische variaties openden ook groene corridors door de Sahara tussen ongeveer 50.000 en 45.000 jaar geleden en van ca. 120.000 tot 110.000 jaar geleden; interessant genoeg valt hun verschijning samen met de belangrijkste migraties van Homo sapiens uit Afrika ten zuiden van de Sahara. De lagere zeespiegel bracht Australië daardoor zelfs binnen redelijk overbrugbare afstand en de landbrug van Beringië veranderde tijdens de koudedips in steppeland, waardoor een mogelijke doorgang voor mensen naar Amerika werd gevormd.
Terwijl Homo sapiens bloeide in het Laat-Pleistoceen en zich wijd en zijd verbreidde, hadden de Neanderthalers minder geluk; terwijl Eurazië afkoelde onderweg naar het Laatste Glaciale Maximum, lijkt het erop dat hun aantal kleiner werd. Of het nu gaat om klimatologische omstandigheden, het uitsterven van hun prooi, concurrentie met Homo sapiens die na ca. 45.000 jaar geleden arriveerde, een combinatie van deze dingen of nog iets heel anders - de Neanderthaler-soorten (uitgestorven ongeveer 30.000 jaar geleden) kunnen worden toegevoegd aan de lijst van soorten die het meest recente glaciaal dat de wereld in zijn greep kreeg niet overleefden. Cruciaal is dat de temperatuurschommelingen die gepaard gaan met de glacialen en interglacialen die in dit artikel worden beschreven, het resultaat zijn van natuurlijke processen, terwijl de huidige dreiging van de opwarming van de aarde er één is die door ons mensen wordt veroorzaakt.
