MI A JéGKORSZAK?

Send

A tudósok egy ideje tudták, hogy a Föld az éghajlati változások ciklusán megy keresztül. A Föld pályájának változásai, geológiai tényezői és / vagy a napenergia-kibocsátás változásai miatt a Föld időnként jelentősen csökken a felületén és a légköri hőmérsékleten. Ez hosszú ideig tartó jegesedési periódusokat eredményez, vagyis az úgynevezett „jégkorszak”.

Ezeket az időszakokat a jéglemezek növekedése és terjedése jellemzi a Föld felszínén, amely néhány millió év alatt történik. Meghatározása szerint még mindig az utolsó nagy jégkorszakban vagyunk - amely a késő Pliocén korszakban kezdődött (kb. 2,58 millió évvel ezelőtt) - és jelenleg egy interlaciális időszakban van, amelyet a gleccserek visszavonulása jellemez.

Meghatározás:

Míg a „jégkorszak” kifejezést a Föld története során valamikor liberálisan alkalmazzák a hideg időszakokra, ez inkább a jégkorszakok bonyolultságát feltételezi. A legpontosabb meghatározás az lenne, hogy a jégkorszakok olyan időszakok, amikor a jéglapok és gleccserek kiterjednek a bolygón, amelyek a globális hőmérséklet jelentős csökkenésének felelnek meg, és több millió évig is eltarthatnak.

A jégkorszak alatt jelentős hőmérsékleti különbségek vannak az Egyenlítő és a pólusok között, és kimutatták, hogy a mélytengeri szint hőmérséklete is csökken. Ez lehetővé teszi a nagy (a kontinensekkel összehasonlítható) gleccserek kiterjedését, lefedve a bolygó felületének nagy részét. A kambodzsai előtti korszak óta (kb. 600 millió évvel ezelőtt) a jégkorszakok nagy űrtartalmakban, mintegy 200 millió év alatt fordultak elő.

A tanulmány története:

A 18. századi svájci mérnök és földrajzíró, Pierre Martel elsőként tudósította el a múlt jégkorszakot. 1742-ben, amikor egy alpesi völgyet látogatott, írta a nagy sziklák szétszórt formációkban való szétszóródásáról, amelyet a helyiek a gleccsereknek tulajdonítottak, és amelyek valaha sokkal tovább terjedtek. Hasonló magyarázatok kezdtek megjelenni az ezt követő évtizedekben a szikladarab hasonló eloszlási mintáinak világában.

A 18. század közepétől kezdve az európai tudósok egyre inkább a jégre gondoltak, mint a sziklás anyag szállításának eszközére. Ez magában foglalta a sziklák jelenlétét a balti államok és a Skandináv-félsziget part menti területein. Jens Esmark (1762–1839) dán-norvég geológus volt azonban az, aki először a világméretű jégkorszakok sorozatának létezését vitatta.

Ezt az elméletet egy 1824-ben közzétett cikkben részletezték, amelyben azt javasolta, hogy a Föld éghajlatának változásai (amelyek a pályájának változásai voltak) felelősek. Ezt 1832-ben követte Albrecht Reinhard Bernhardi német geológus és erdészeti professzor, és spekulált arról, hogy a sarki jégsapkák hogyan juthattak el egyszerre a világ mérsékelt övezetéhez.

Ezzel egyidejűleg a német botanikus, Karl Friedrich Schimper és a svájci-amerikai biológus, Louis Agassiz önállóan kezdte el kidolgozni saját elméletüket a globális jégtelenségről, amelynek eredményeként a Schimper 1837-ben elkészítette a „jégkorszak” kifejezést. A 19. század végére a jégkorszak elmélete fokozatosan megtörtént. széles körben elterjedt az a felfogás, hogy a Föld fokozatosan lehűl az eredeti, olvadt állapotából.

A 20. századra Milutin Milankovic, a szerb polimátus kifejlesztette a Milankovic-ciklus koncepcióját, amely a hosszú távú klímaváltozásokat a Föld körüli pálya időszakos változásaihoz kapcsolta a Nap körül. Ez bizonyítható magyarázatot adott a jégkorszakra, és lehetővé tette a tudósok számára, hogy előrejelzéseket készítsenek arról, mikor jelentkezhetnek a Föld éghajlata jelentősen változások.

Bizonyítékok a jégkorszakról:

A jégkorszak elméletére háromféle bizonyíték létezik, amelyek a geológiai és kémiai tényezőktől a paleontológiai (azaz a fosszilis nyilvántartás) tényezőig terjednek. Mindegyiknek megvannak a sajátos előnyei és hátrányai, és elősegítették a tudósok általános megértését abban, hogy a jégkorszakok milyen hatással voltak a földtani rekordokra az elmúlt néhány milliárd évben.

Geológiai: A geológiai bizonyítékok magukban foglalják a kőzetmosást és -karcolást, a faragott völgyeket, a különféle típusú gerincek kialakulását, valamint a nem konszolidált anyag (morinák) és a nagy kőzetek rendezetlen formációkban történő lerakódását. Noha ez a fajta bizonyíték vezette elsősorban a jégkorszak elméletét, továbbra is temperamentumos.

Egyrészt az egymást követő jégtelenítési időszakok különböző hatásokkal rendelkeznek egy régióra, amely hajlamos a földtani bizonyítékok torzítására vagy törlésére az idő múlásával. Ezenkívül a földtani bizonyítékokat nehéz pontosan kelteni, ami problémákat okoz, amikor pontos értékelést kell készíteni arról, hogy a jég- és glaciális időszakok mennyi ideig tartottak.

Kémiai: Ez nagyrészt az üledék- és kőzetmintákban felfedezett kövületek izotópjainak arányának változásából áll. A legfrissebb jégkorszakokban a jégmagokat a globális hőmérsékleti rekord megteremtésére használják, nagyrészt a nehezebb izotópok jelenléte alapján (ami magasabb párolgási hőmérsékletet eredményez). Gyakran tartalmaznak levegőbuborékokat is, amelyeket megvizsgálnak a légkör adott időbeli összetételének felmérése céljából.

A korlátozásokat azonban különféle tényezők okozzák. Ezek közül elsősorban az izotóp arányok vannak, amelyek zavaró hatással lehetnek a pontos randevúkra. Ami a legfrissebb jég- és glaciális időszakokat illeti (azaz az elmúlt néhány millió évben), a jégmag és az óceán üledékmagjai továbbra is a bizonyítékok legmegbízhatóbb formája.

őslénytani: Ez a bizonyíték a fosszilis anyagok földrajzi eloszlásának változásaiból áll. Alapvetően a melegebb körülmények között virágzó organizmusok jégkori időszakokban kihalnak (vagy alacsonyabb szélességi területeken erősen korlátozódnak), míg a hidegen alkalmazkodó szervezetek ugyanazon szélességi fokon virágznak. Ergo, a magasabb szélességi fokon lévő kevesebb fosszilis mennyiség jelzi a jeges jéglapok terjedését.

Ezen bizonyítékok nehezen értelmezhetők is, mivel megköveteli, hogy a fosszilek relevánsak legyenek a vizsgált geológiai időszakban. Azt is megköveteli, hogy a széles szélességi tartományokon és hosszú időtartamú üledékekben kifejezett összefüggés legyen mutatva (a Föld kéregének időbeli változása miatt). Ezen túlmenően számos ősi organizmus bizonyította, hogy képes a körülmények változásaira több millió évig túlélni.

Ennek eredményeként a tudósok kombinált megközelítésre és többféle bizonyítékra támaszkodnak, ahol csak lehetséges.

A jégkorszak okai:

A tudományos egyetértés abban áll, hogy számos tényező hozzájárul a jégkorszak kezdetéhez. Ezek magukban foglalják a Föld körüli pálya változásait a Nap körül, a tektonikus lemezek mozgását, a Naprendszer teljesítményének változásait, a légköri összetétel változásait, a vulkanikus aktivitást és még a nagy meteoritok hatását. Ezek közül sokan összefüggenek egymással, és az egyes játékok pontos szerepe vita tárgyát képezi.

Föld pályája: Lényegében a Föld körüli pályája a Nap körül ciklikus változásoknak van kitéve, ezt a jelenséget Milankovic (vagy Milankovitch) ciklusnak is nevezik. Ezeket a változó távolság a Naptól, a Föld tengelyének precessziója és a Föld tengelyének megváltozása változtatja - ezek mindegyike a Föld által átvett napfény újraelosztását eredményezi.

A Milankovic körüli pályára történő kényszerítés legmeggyőzőbb bizonyítéka pontosan megfelel a Föld története legújabb (és tanulmányozott) periódusának (kb. Az elmúlt 400 000 évben). Ebben az időszakban a jég- és a jégközi időszakok időzítése annyira közel áll a Milankovic körüli pályafutási időszakok változásaihoz, hogy ez a legszélesebb körben elfogadott magyarázat az utolsó jégkorszakra.

Tektonikus lemezek:A földtani nyilvánvaló összefüggést mutat a jégkorszakok kezdete és a Föld kontinenseinek helyzete között. Ezekben az időszakokban olyan helyzetben voltak, amely megszakította vagy megakadályozta a meleg víz áramlását a pólusokhoz, lehetővé téve ezáltal jéglapok kialakulását.

Ez viszont megnöveli a Föld albedóját, ami csökkenti a Föld légköre és kéreg által elnyelt napenergia mennyiségét. Ez pozitív visszacsatolási hurkot eredményezett, ahol a jéglapok előrehaladása tovább növelte a Föld albedóját, és lehetővé tette a további hűtést és a jegesedést. Ez addig folytatódna, amíg az üvegházhatás kialakulása be nem fejezi a jegesedés időszakát.

A korábbi jégkorszak alapján három olyan konfigurációt azonosítottak, amelyek jégkorszakhoz vezethetnek - egy földrész, amely a Föld pólusának tetején ül (mint Antarktisz manapság); a sarkvidéki tenger nincs zárva (mint a Jeges-tenger ma van); és az Egyenlítő legnagyobb részét lefedő szuperkontinens (ahogyan Rodinia tette a kriogén időszakban).

Ezenkívül egyes tudósok úgy vélik, hogy a 70 millió évvel ezelőtt kialakult Himalája hegylánc nagy szerepet játszott a legújabb jégkorszakban. A Föld összes csapadékának növekedésével megnövekedett a CO 2 eltávolításának a sebessége a légkörből (ezáltal csökkentve az üvegházhatást). Létezése szintén párhuzamos a Föld átlaghőmérsékletének hosszú távú csökkenésével az elmúlt 40 millió évben.

Légköri összetétel: Bizonyítékok vannak arra, hogy az üvegházhatású gázok szintje a jéglapok előrehaladtával csökken, és visszahúzódásával növekszik. A „Hógolyó Föld” hipotézis szerint - amelyben a múltban jég legalább egyszer teljesen vagy csaknem teljesen lefedi a bolygót - a késő Proterozoik jégkorszakát a légkörben a CO 2 -szint emelkedése zárta, amelyet a vulkáni eredetnek tulajdonítottak kitörések.

Vannak olyanok, akik azt sugallják, hogy a megnövekedett szén-dioxid-szint inkább visszacsatolási mechanizmusként szolgálhatott, nem pedig az oka. Például 2009-ben egy nemzetközi tudóscsoport készített egy „The Last Glacial Maximum” című tanulmányt, amely rámutatott, hogy a napsugárzás növekedése (azaz a Nap felszívódott energiája) biztosítja az eredeti változást, míg az üvegházhatású gázok a a változás nagysága.

Főbb jégkorszakok:

A tudósok megállapították, hogy legalább öt fő jégkorszak történt a Föld története során. Ide tartoznak a huron, a kriogén, az Andok-Szaharán, a Karoo és a Qauternary jégkorszakok. A Huróniai jégkorszak a korai Protzerozoikus Eonra épül, körülbelül 2,4–2,1 milliárd évvel ezelőtt, a Huron-tó északi és északkeleti részén megfigyelt geológiai bizonyítékok alapján (és összefüggésben állnak Michiganben és Nyugat-Ausztráliában található lelőhelyekkel).

A kriogén jégkorszak körülbelül 850-630 millió évvel ezelőtt tartott, és talán a legsúlyosabb a Föld története során. Úgy gondolják, hogy ebben az időszakban a jeges jéglapok elérték az Egyenlítőt, ezáltal a „Hógolyó Föld” forgatókönyvhez vezettek. Úgy gondolják, hogy az a vulkáni aktivitás hirtelen növekedése miatt, amely üvegházhatást váltott ki, véget ért, bár (amint azt megjegyeztük) erről vita folyik.

Az Andok-Szaharán jégkorszak a késő Ordovics és a szilur időszakban (kb. 460-420 millió évvel ezelőtt) történt. Ahogy a neve is sugallja, az itt bemutatott bizonyítékok a nyugat-szaharai Tassili n'Ajjer hegységből vett geológiai mintákon alapulnak, és összevetik azokat a bizonyítékokkal, amelyeket a Dél-Amerikában (valamint az Arab-félszigeten és a déli részén található andoki hegyláncból) szereztek. Amazon medence).

A Karoo jégkorszakot a szárazföldi növények fejlődésének tulajdonítják a devoni időszak kezdetén (kb. 360–260 millió évvel ezelőtt), amely a bolygó oxigénszintjének hosszú távú növekedését és a CO 2 -szint csökkenését okozta - ami globális globális lehűlés. A dél-afrikai Karoo régióban felfedezett üledékes lerakódásokról nevezték el, amelyek Argentínában találtak korrelációs bizonyítékokkal.

A jelenlegi jégkorszak, a pliocén-kvaterner jégtelenítés néven ismert, körülbelül 2,58 millió évvel ezelőtt kezdődött a későbbi pliocén alatt, amikor megkezdődött a jéglemezek terjedése az északi féltekén. Azóta a világ számos jég- és glaciális időszakot tapasztalt, amikor a jéglemezek előrehaladnak és visszahúzódnak 40 000–100 000 éves idő skálán.

A Föld jelenleg glaciális időszakban van, és a legutóbbi jégkorszak körülbelül 10 000 évvel ezelőtt fejeződött be. A földön átnyúló kontinentális jéglapok maradványai most Grönlandra és Antarktiszra korlátozódnak, valamint a kisebb gleccserekre - például a Baffin-szigetet borító jégkristályokra.

Antropogén klímaváltozás:

Azoknak a mechanizmusoknak a pontos szerepe, amelyekhez a jégkorszakok tartoznak - azaz az orbitális erőszakoláshoz, a napenergiához, a geológiai és a vulkanikus aktivitáshoz - még nem teljesen tisztázott. Tekintettel a szén-dioxid és más üvegházhatású gázok kibocsátásának szerepére, az utóbbi évtizedekben nagy aggodalomra ad okot az emberi tevékenység hosszú távú hatása a bolygóra.

Például, legalább két nagy jégkorszakban, a kriogén és a karoo jégkorszakban, a légköri üvegházhatású gázok növekedése és csökkenése várhatóan nagy szerepet játszott. Minden más esetben, amikor a jégkorszak befejeződésének elsődleges oka az orbitális erő elhárítása, az üvegházhatású gázok fokozott kibocsátása továbbra is a negatív visszacsatolásért felelős, amely a hőmérséklet még nagyobb emelkedéséhez vezetett.

Az emberi tevékenység által a CO2 hozzáadása közvetlen szerepet játszott a világszerte zajló éghajlati változásokban. Jelenleg a fosszilis tüzelőanyagoknak az ember általi égetése jelenti a szén-dioxid-kibocsátás legnagyobb forrását (kb. 90%) az egész világon, amely az egyik fő üvegházhatású gáz, amely lehetővé teszi a sugárzó erő bevezetését (más néven az üvegházhatást okozó hatás).

2013-ban a Nemzeti Óceáni és Légköri Hivatal bejelentette, hogy a légkör felső atmoszférájában a CO 2 -szint elérte a 400 ppm-et (ppm), mivel a mérések a 19. században kezdődtek. A kibocsátások növekedésének jelenlegi üteme alapján a NASA becslései szerint a szénszint az elkövetkező században elérheti az 550–800 ppm értéket.

Ha ez az eset áll fenn, akkor a NASA arra számít, hogy az átlag globális hőmérséklete 2,5 ° C-kal (4,5 ° F) emelkedik, ami fenntartható lenne. Ugyanakkor, ha ez utóbbi forgatókönyv bizonyul, a globális hőmérséklet átlagosan 4,5 ° C-kal (8 ° F) emelkedik, ami a bolygó sok részén tarthatatlanná tenné az életet. Ezért alternatívákat keresnek a fejlesztésre és a széles körű kereskedelmi bevezetésre.

Mi több, a 2012-ben közzétett kutatási tanulmány szerint Természettudomány- „A jelenlegi interglaciális természetes hosszúság meghatározása” címet viseli - az emberi szén-dioxid-kibocsátás várhatóan elhalasztja a következő jégkorszakot is. A földi pályára kerülő adatok felhasználásával a fajok közötti időszakok hosszának kiszámításához a kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy a következő jég (várhatóan 1500 év alatt) megköveteli, hogy a légköri CO 2-szint kb. 240 ppm alatt maradjon.

A Föld múltjában bekövetkezett hosszabb jégkorszakokról és a rövidebb jégkorokról való többet megismerve fontos lépés annak megértése felé, hogy a Föld éghajlata hogyan változik az idő múlásával. Ez különösen fontos, mivel a tudósok arra törekednek, hogy meghatározzák, hogy a modern éghajlatváltozás mekkora részét okozza az ember, és milyen lehetséges ellenintézkedéseket lehet kidolgozni.

Számos cikket írtunk az Ice Age for Space Magazine-ról. Íme egy új tanulmány, amely a vulkanizmus által vezérelt kis jégkorszakot tárja fel: vajon a gyilkos aszteroida a bolygót egy jégkorszakba vezette-e, volt-e Slushball föld? És a Mars jön-e a jégkorszakból?

Ha további információt szeretne a Földről, olvassa el a NASA Földön található Naprendszer-felfedezési útmutatóját. És itt található egy link a NASA Föld Megfigyelő Intézetéhez.

Felvettünk egy epizódot is a csillagászatról, amely a Föld bolygóról szól. Hallgassa meg itt: 51. epizód: Föld és 308. epizód: klímaváltozás.

Forrás: