KAS YRA LEDYNMETIS?

Send

Mokslininkai kurį laiką žinojo, kad Žemė išgyvena klimato pokyčių ciklus. Dėl Žemės orbitos pokyčių, geologinių veiksnių ir (arba) saulės energijos pokyčių Žemė retkarčiais patiria reikšmingą savo paviršiaus ir atmosferos temperatūros sumažėjimą. Dėl to atsiranda ilgalaikis apledėjimo laikotarpis, arba tai, kas dar labiau šnekama kaip „ledynmetis“.

Šiems laikotarpiams būdingas ledo sluoksnių augimas ir plėtimasis žemės paviršiuje, kuris vyksta kas kelis milijonus metų. Pagal apibrėžimą mes vis dar esame paskutiniame dideliame ledynmetyje, kuris prasidėjo vėlyvojoje Plioceno epochoje (maždaug prieš 2,58 mln. Metų), ir šiuo metu yra tarpledyninis laikotarpis, kuriam būdingas ledynų atsitraukimas.

Apibrėžimas:

Nors terminas „ledynmetis“ kai kada yra liberaliai vartojamas šaltajam periodui Žemės istorijoje apibūdinti, tai linkę manyti, kad ledynmetis yra sudėtingas. Tiksliausias apibrėžimas būtų toks, kad ledo amžius yra laikotarpiai, kai ledo lakštai ir ledynai plečiasi visoje planetoje, o tai reiškia reikšmingą pasaulinės temperatūros kritimą ir gali tęstis milijonus metų.

Ledynmečio metu tarp pusiaujo ir ašigalių yra dideli temperatūrų skirtumai, taip pat nustatyta, kad giliavandenių vandenų temperatūra krenta. Tai leidžia išplėsti didelius ledynus (panašius į žemynus), uždengiančius didžiąją dalį planetos paviršiaus. Nuo Pre-Kambrijos eros (maždaug prieš 600 milijonų metų) ledo amžius įvyko maždaug su maždaug 200 milijonų metų tarpais.

Studijų istorija:

Pirmasis mokslininkas, kuris teorizavo praeities ledynmečius, buvo XVIII amžiaus šveicarų inžinierius ir geografas Pierre'as Martelis. 1742 m., Lankydamasis Alpių slėnyje, jis rašė apie didelių uolienų pasklidimą nepaprastose formose, kurias vietiniai gyventojai priskyrė ledynams, kurie kadaise buvo išplėsti dar toliau. Panašūs paaiškinimai panašiais riedulių paplitimo modeliais kitose pasaulio vietose ėmė aiškėti per ateinančius dešimtmečius.

Nuo XVIII amžiaus vidurio Europos mokslininkai vis dažniau ėmė svarstyti ledus kaip uolienų gabenimo priemonę. Tai apėmė riedulių buvimą Baltijos šalių ir Skandinavijos pusiasalio pakrantės zonose. Tačiau būtent danų ir norvegų geologas Jensas Esmarkas (1762–1839) pirmiausia įrodinėjo, kad egzistuoja pasaulinio masto ledynmečių seka.

Ši teorija buvo išsamiai aprašyta 1824 m. Paskelbtame dokumente, kuriame jis pasiūlė, kad atsakingi yra Žemės klimato pokyčiai (kuriuos lėmė jos orbitos pokyčiai). 1832 m. To pasekė vokiečių geologas ir miškininkų profesorius Albrechtas Reinhardas Bernhardis, spekuliavęs apie tai, kaip kadaise poliarinės ledo dangteliai galėjo pasiekti vidutinio klimato pasaulio zonas.

Tuo pačiu metu vokiečių botanikas Karlas Friedrichas Schimperis ir šveicarų amerikiečių biologas Louisas Agassizas pradėjo savarankiškai kurti savo pasaulinio ledyno teoriją, kuri paskatino Schimper 1837 m. Sugalvoti terminą „ledynmetis“. Iki XIX amžiaus pabaigos ledynmečio teorija pamažu pradėjo plačiai pritarti nuostatai, kad Žemė palaipsniui vėsta iš pradinės, išlydytos būsenos.

Iki XX amžiaus serbų polimantas Milutinas Milankovičius sukūrė savo Milankovic ciklų koncepciją, kuri susiejo ilgalaikius klimato pokyčius su periodiniais Žemės orbitos aplink Saulę pokyčiais. Tai leido įrodyti ledo amžių ir leido mokslininkams numatyti, kada vėl gali įvykti reikšmingi žemės klimato pokyčiai.

Ledynmečio įrodymai:

Yra trys ledynmečio teorijos įrodymų formos: nuo geologinio ir cheminio iki paleontologinio (t. Y. Fosilijų įrašai). Kiekvienas iš jų turi savo privalumų ir trūkumų, ir padėjo mokslininkams susidaryti bendrą supratimą apie ledynmečių poveikį geologiniams duomenims per pastaruosius keletą milijardų metų.

Geologinis: Geologinius įrodymus sudaro uolienų šveitimas ir įbrėžimas, raižyti slėniai, savotiškų rūšių keterų formavimasis ir nesuardytos medžiagos (morenos) bei didelių uolienų nusėdimas netaisyklingose formacijose. Nors būtent tokie įrodymai ir lėmė ledynmečio teoriją, jie išlieka temperamentingi.

Viena vertus, vienas po kito einantys apledėjimo laikotarpiai turi skirtingą poveikį regionui, kuris laikui bėgant yra linkęs iškreipti ar ištrinti geologinius duomenis. Be to, sunku tiksliai nustatyti geologinius duomenis, todėl kyla problemų norint tiksliai įvertinti, kiek laiko truko ledyniniai ir tarpledyniniai laikotarpiai.

Cheminė medžiaga: Tai daugiausia sudaro fosilijų izotopų santykio kitimas nuosėdų ir uolienų pavyzdžiuose. Vėlesniais ledynmečio laikotarpiais ledo šerdys buvo naudojamos pasaulio temperatūros rekordui sudaryti, daugiausia dėl sunkesnių izotopų (dėl kurių padidėja išgaravimo temperatūra). Juose taip pat dažnai yra oro burbuliukų, kurie tiriami siekiant įvertinti atmosferos sudėtį tuo metu.

Tačiau apribojimus lemia įvairūs veiksniai. Svarbiausias iš jų yra izotopų santykis, kuris gali turėti didelę įtaką tiksliam pasimatymui. Bet, kalbant apie naujausius ledynmečius ir tarpledyninius laikotarpius (t. Y. Per pastaruosius keletą milijonų metų), ledo šerdies ir vandenyno nuosėdų šerdies pavyzdžiai išlieka patikimiausia įrodymų forma.

Paleontologiniai: Šiuos įrodymus sudaro fosilijų geografinio pasiskirstymo pokyčiai. Iš esmės organizmai, klestintys šiltesnėmis sąlygomis, išnyksta ledynmečio laikotarpiais (arba labai sumažėja žemesnėse platumose), o šaltai prisitaikę organizmai klesti tose pačiose platumose. Ergo, mažesnis fosilijų kiekis aukštesnėse platumose yra ledyninių ledo sklidimo požymių.

Šiuos įrodymus taip pat gali būti sunku išaiškinti, nes reikalaujama, kad fosilijos atitiktų tiriamą geologinį laikotarpį. Taip pat reikia, kad nuosėdos, esančios plačiuose platumos diapazonuose ir ilgą laiko tarpą, turėtų aiškų ryšį (dėl laikui bėgant pasikeitusių žemės plutos). Be to, yra daugybė senovės organizmų, kurie sugebėjo išgyventi sąlygų pokyčius milijonus metų.

Todėl mokslininkai remiasi kombinuotu požiūriu ir daugybe įrodymų, kai įmanoma.

Ledynmečių priežastys:

Mokslinė nuomonė yra tokia, kad ledynmečio atsiradimą lemia keli veiksniai. Tai apima žemės orbitos aplink Saulę pokyčius, tektoninių plokštelių judėjimą, saulės spinduliuotės pokyčius, atmosferos sudėties pokyčius, vulkaninį aktyvumą ir net didelių meteoritų poveikį. Daugelis jų yra tarpusavyje susiję ir dėl tikslaus kiekvieno vaidmens vaidmens reikia diskutuoti.

Žemės orbita: Iš esmės Žemės orbita aplink Saulę bėgant laikui kinta cikliškai, tai dar vadinama Milankovic (arba Milankovitch) ciklais. Tai apibūdina kintantys atstumai nuo saulės, Žemės ašies nuostata ir kintantis Žemės ašies pakrypimas - visa tai sąlygoja Žemės gaunamos saulės šviesos perskirstymą.

Įtikinamiausi Milankovic orbitalės privertimo įrodymai tiksliai atitinka naujausią (ir ištirtą) periodą Žemės istorijoje (maždaug per pastaruosius 400 000 metų). Šiuo laikotarpiu ledynmečių ir tarpledyninių laikotarpių laikas yra toks artimas Milankovico orbitinės jėgos periodų pokyčiams, kad tai yra plačiausiai priimtas paskutiniojo ledynmečio paaiškinimas.

Tektoninės plokštės:Geologinis įrašas parodo akivaizdžią koreliaciją tarp prasidėjusio ledynmečio ir Žemės žemynų padėties. Per tuos laikotarpius jie buvo tokiose vietose, kurios sutrikdė arba užblokavo šilto vandens srautą į polius, tokiu būdu sudarydamos ledo formas.

Tai savo ruožtu padidino Žemės albedą, dėl kurio sumažėja saulės energijos, sugertos iš Žemės atmosferos ir plutos, kiekis. Tai leido gauti teigiamą grįžtamąjį ryšį, kai ledo sluoksnių judėjimas dar labiau padidino Žemės albedą ir leido daugiau atvėsti ir labiau apledėti. Tai tęsis tol, kol šiltnamio efektas pasibaigė apledėjimo laikotarpiu.

Remiantis praėjusiais ledynmečiais, buvo nustatytos trys konfigūracijos, galinčios sukelti ledynmetį - žemynas, sėdintis ant žemės ašigalio (kaip Antarktida daro šiandien); poliarinė jūra nėra priimama (kaip šiandien yra Arkties vandenynas); ir super žemynas, apimantis didžiąją dalį pusiaujo (kaip tai darė Rodinia per Cryogenian periodą).

Be to, kai kurie mokslininkai mano, kad Himalajų kalnų grandinė, susiformavusi prieš 70 milijonų metų, suvaidino pagrindinį vaidmenį naujausiame ledynmetyje. Padidėjus bendram Žemės kritulių kiekiui, jis taip pat padidino CO 2 pašalinimo iš atmosferos greitį (taip sumažindamas šiltnamio efektą). Jos egzistavimas taip pat buvo lygiavertis ilgalaikiam vidutinės Žemės temperatūros sumažėjimui per pastaruosius 40 milijonų metų.

Atmosferos kompozicija: Yra įrodymų, kad šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekis krinta, atsiradus ledo paklodėms, ir kyla su jų traukimu. Pagal „Sniego gniūžtės žemės“ hipotezę - kurioje praeityje bent kartą bent kartą beveik ar beveik buvo uždengtas ledas, vėlyvojo Proterozojaus ledynmetį baigė padidėjęs CO 2 lygis atmosferoje, kuris buvo priskirtas ugnikalniams. išsiveržimai.

Tačiau yra tokių, kurie mano, kad padidėjęs anglies dioksido kiekis galėjo būti ne tik priežastis, bet ir grįžtamasis ryšys. Pavyzdžiui, 2009 m. Tarptautinė mokslininkų komanda parengė tyrimą „Paskutinis ledyninis maksimumas“, kuriame nurodoma, kad padidėjęs saulės spinduliavimas (ty saulės sugeriama energija) sąlygojo pradinį pokytį, o šiltnamio efektą sukeliančios dujos pokyčio mastas.

Pagrindiniai ledynmečiai:

Mokslininkai nustatė, kad Žemės istorijoje įvyko bent penki pagrindiniai ledynmečiai. Tai apima Hurono, Kriogenijos, Andų-Sacharos, Karoo ir Qauternary ledynmečius. Remiantis geologiniais įrodymais, stebėtais šiaurėje ir šiaurės rytuose nuo Hurono ežero (ir koreliuojami su Mičigano ir Vakarų Australijos telkiniais), Huronijos ledynmetis datuojamas ankstyvu Protzerozojaus eonu, maždaug prieš 2,4–2,1 milijardo metų.

Kryogenijos ledynmetis truko nuo maždaug 850 iki 630 milijonų metų ir buvo bene sunkiausias Žemės istorijoje. Manoma, kad šiuo laikotarpiu ledyniniai ledynai pasiekė pusiaują, todėl susidarė „Sniego gniūžtės žemės“ scenarijus. Taip pat manoma, kad tai baigėsi dėl staigaus vulkaninio aktyvumo padidėjimo, kuris sukėlė šiltnamio efektą, nors (kaip pažymėta) dėl to kyla diskusijų.

Andų ir Sacharos ledynmetis įvyko vėlyvojo Ordovičiaus ir Silūro periodu (maždaug prieš 460–420 milijonų metų). Kaip rodo pavadinimas, įrodymai čia yra pagrįsti geologiniais mėginiais, paimtais iš Tassili n'Ajjer kalnų grandinės Vakarų Sacharoje, ir koreliuojami įrodymais, gautais iš Andų kalnų grandinės Pietų Amerikoje (taip pat Arabijos pusiasalyje ir pietuose). Amazonės baseinas).

Karoo ledynmetis yra priskirtas sausumos augalų evoliucijai prasidėjus Devono laikotarpiui (maždaug prieš 360–260 milijonų metų), dėl kurio ilgalaikis planetos deguonies lygio padidėjimas ir CO 2 lygio sumažėjimas sukėlė globalų aušinimas. Jis pavadintas dėl nuosėdinių telkinių, kurie buvo aptikti Pietų Afrikos Respublikos Karoo regione, su Argentinoje rastais atitinkamais įrodymais.

Dabartinis ledo amžius, žinomas kaip Plioceno – Kvartero ledynas, prasidėjo maždaug prieš 2,58 milijono metų vėlyvojo Plioceno metu, kai prasidėjo ledo sluoksnių plitimas Šiaurės pusrutulyje. Nuo to laiko pasaulis patyrė kelis ledyninius ir tarpledyninius laikotarpius, kai ledo lakštai juda į priekį ir traukiasi nuo 40 000 iki 100 000 metų.

Šiuo metu Žemė yra tarpledynmečio laikotarpis, o paskutinis ledynmetis baigėsi maždaug prieš 10 000 metų. Tai, kas liko iš žemyno ledynų, kurie kadaise driekėsi visame pasaulyje, dabar yra ribojami Grenlandijoje ir Antarktidoje, taip pat mažesni ledynai - pavyzdžiui, tas, kuris dengia Baffino salą.

Antropogeniniai klimato pokyčiai:

Tikslus visų mechanizmo, kuriam priskiriami ledynmečiai, vaidmuo - t. Y. Orbitalės priverstinis išstūmimas, saulės jėgos išstūmimas, geologinis ir vulkaninis aktyvumas - dar nėra visiškai suprantamas. Tačiau atsižvelgiant į anglies dioksido ir kitų išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų vaidmenį pastaraisiais dešimtmečiais kilo didelis susirūpinimas, kokį ilgalaikį poveikį žmonių veikla turės planetoje.

Pavyzdžiui, mažiausiai du pagrindinius ledynmečius, Cryogenian ir Karoo ledynmečius, manoma, kad atmosferos šiltnamio efektą sukeliančių dujų padidėjimas ir sumažėjimas turėjo didelę reikšmę. Visais kitais atvejais, kai manoma, kad orbitos privertimas yra pagrindinė ledynmečio pabaigos priežastis, padidėjusios šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijos vis tiek lėmė neigiamus atsiliepimus, dėl kurių dar labiau pakilo temperatūra.

Žmogaus veikla padidino CO2 kiekį, taip pat turėjo tiesioginį vaidmenį visame pasaulyje vykstantiems klimato pokyčiams. Šiuo metu žmonės, degindami iškastinį kurą, yra didžiausias anglies dvideginio išmetimo šaltinis (apie 90%) visame pasaulyje, kuris yra viena pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų, leidžiančių radiaciją (dar žinomą kaip šiltnamio efektas).

2013 m. Nacionalinė vandenynų ir atmosferos administracija paskelbė, kad CO 2 lygis viršutinėje atmosferoje pirmą kartą nuo matavimų pradžios XIX amžiuje siekė 400 milijonų dalių (ppm). Remdamasi dabartiniu išmetamųjų teršalų augimo tempu, NASA apskaičiavo, kad ateinančiame šimtmetyje anglies kiekis gali siekti nuo 550 iki 800 ppm.

Jei tai yra ankstesnis scenarijus, NASA tikisi, kad vidutinė pasaulinė temperatūra pakils 2,5 ° C (4,5 ° F), ir tai būtų tvaru. Vis dėlto, jei pasitvirtins pastarasis scenarijus, temperatūra visame pasaulyje pakils vidutiniškai 4,5 ° C (8 ° F), todėl daugelyje planetos dalių gyvenimas nebus ilgalaikis. Dėl šios priežasties ieškoma alternatyvų plėtrai ir plačiam komerciniam pritaikymui.

Dar daugiau, remiantis 2012 m. Tyrimo, paskelbto Gamtos geomokslas- pavadinimu „Natūralaus dabartinio tarpglazinio ilgio nustatymas“ - tikimasi, kad CO 2 išmetimai žmonėms atideda kitą ledynmetį. Naudodama duomenis apie Žemės orbitą, norėdama apskaičiuoti tarpledyninių periodų ilgį, tyrėjų grupė padarė išvadą, kad kitam ledui (kuris tikimasi per 1500 metų) atmosferos CO 2 lygis turėtų išlikti žemiau maždaug 240 ppm.

Sužinokite daugiau apie ilgesnius ledynmečius ir trumpesnius ledynmečius, kurie įvyko praeityje Žemėje - tai svarbus žingsnis siekiant suprasti, kaip laikui bėgant keičiasi Žemės klimatas. Tai ypač svarbu, nes mokslininkai siekia išsiaiškinti, kiek šiuolaikinių klimato pokyčių sukelia žmonės ir kokias galimas atsakomąsias priemones galima sukurti.

Esame parašę daug straipsnių apie ledo amžių žurnale „Space“. Naujas tyrimas atskleidė mažą ledynmečio amžių, kurį paskatino vulkanizmas: Ar žudikas asteroidas privedė planetą prie ledynmečio? Ar buvo slūgšnio žemė? Ar Marsas išgyvena iš ledynmečio?

Jei norite gauti daugiau informacijos apie Žemę, peržiūrėkite NASA Saulės sistemos tyrinėjimo vadovą Žemėje. Čia yra nuoroda į NASA Žemės observatoriją.

Mes taip pat įrašėme epizodą apie astronomiją, kuriu viską apie Žemę. Klausykite čia, Episode 51: Earth ir Episode 308: Climate Change.

Šaltinis: