ČO JE DOBA ĽADOVá?

Send

Vedci už dlhší čas vedia, že Zem prechádza cyklom klimatických zmien. Vďaka zmenám na obežnej dráhe Zeme, geologickým faktorom a / alebo zmenám v slnečnom výkone dochádza k občasným zmenám povrchovej a atmosférickej teploty Zeme. To má za následok dlhodobé zaľadnenie alebo to, čo je hovorovo známe ako „doba ľadová“.

Tieto obdobia sa vyznačujú rastom a rozširovaním ľadovcov po zemskom povrchu, ku ktorým dochádza každých niekoľko miliónov rokov. Podľa definície sme stále v poslednej veľkej dobe ľadovej - ktorá sa začala v neskorej pliocénovej epoche (približne pred 2,58 miliónmi rokov) - a momentálne sa nachádzame v medziaglaciálnom období, ktoré je charakterizované ústupom ľadovcov.

Definícia:

Aj keď sa pojem „doba ľadová“ niekedy používa slobodne na označenie chladných období v dejinách Zeme, má tendenciu presviedčať sa o zložitosti ľadovcových období. Najpresnejšou definíciou by bolo, že doby ľadové sú obdobia, keď sa ľadové pláty a ľadovce rozširujú po celej planéte, čo zodpovedá výrazným poklesom globálnych teplôt a môže trvať milióny rokov.

Počas doby ľadovej existujú výrazné teplotné rozdiely medzi rovníkom a stožiarmi a bolo preukázané, že klesajú aj teploty v hlbokomorských hladinách. To umožňuje expanziu veľkých ľadovcov (porovnateľných s kontinentmi) pokrývajúcich väčšinu plochy planéty. Od predkambrianskej éry (asi pred 600 miliónmi rokov) sa doba ľadu vyskytovala v širokopriestorových intervaloch asi 200 miliónov rokov.

Dejiny štúdia:

Prvým vedcom, ktorý teoretizoval minulé obdobia ľadovca, bol švajčiarsky inžinier z 18. storočia a geograf Pierre Martel. V roku 1742 pri návšteve alpského údolia písal o rozptýlení veľkých hornín v nepravidelných formáciách, ktoré miestni obyvatelia pripisovali ľadovcom, ktoré sa kedysi rozšírili oveľa ďalej. Podobné vysvetlenia sa začali objavovať v nasledujúcich desaťročiach pre podobné vzorce distribúcie balvanov v iných častiach sveta.

Od polovice 18. storočia začali európski vedci stále viac uvažovať o ľade ako o prostriedku na prepravu skalného materiálu. To zahŕňalo prítomnosť balvanov v pobrežných oblastiach v pobaltských štátoch a na škandinávskom polostrove. Bol to však dánsko-nórsky geológ Jens Esmark (1762 - 1839), ktorý však prvýkrát argumentoval existenciou sledu celosvetových ľadovcov.

Táto teória bola podrobne opísaná v dokumente, ktorý publikoval v roku 1824, v ktorom navrhoval, aby boli zodpovedné zmeny v zemskej klíme (ktoré boli spôsobené zmenami na jej obežnej dráhe). Po ňom nasledoval v roku 1832 nemecký geológ a lesnícky profesor Albrecht Reinhard Bernhardi, ktorý špekuloval o tom, ako polárne ľadové čiapky mohli kedysi dosiahnuť až k miernym pásmam sveta.

V tom istom čase nemecký botanik Karl Friedrich Schimper a švajčiarsko-americký biológ Louis Agassiz začali nezávisle rozvíjať svoju vlastnú teóriu o globálnom zaľadnení, čo viedlo k tomu, že v roku 1837 sa šimper razil pojem „doba ľadová“. Koncom 19. storočia teória doby ľadovej postupne začal si všeobecne uvedomovať, že Zem sa postupne ochladzovala z pôvodného roztaveného stavu.

Do 20. storočia srbský polymath Milutin Milankovic vyvinul svoju koncepciu Milankovicových cyklov, ktorá spájala dlhodobé klimatické zmeny s periodickými zmenami na zemskej obežnej dráhe okolo Slnka. Toto poskytlo preukázateľné vysvetlenie pre ľadový vek a vedcom umožnilo robiť predpovede o tom, kedy sa môžu opäť vyskytnúť významné zmeny v zemskej klíme.

Dôkazy o dobe ľadovej:

Existujú tri formy dôkazov pre teóriu doby ľadovej, ktoré siahajú od geologického a chemického po paleontologický (t. J. Fosílny záznam). Každý z nich má svoje osobitné výhody a nevýhody a pomohol vedcom získať všeobecné porozumenie o vplyve doby ľadovej na geologické záznamy za posledných niekoľko miliárd rokov.

geologický: Geologické dôkazy zahŕňajú pranie a poškriabanie hornín, vyrezávané údolia, vytváranie zvláštnych typov hrebeňov a ukladanie nekonsolidovaného materiálu (morény) a veľkých hornín v nevyspytateľných formáciách. Aj keď tento druh dôkazov vedie v prvom rade k teórii doby ľadovej, zostáva temperamentný.

Po prvé, následné obdobia zaľadnenia majú rôzne účinky na región, ktorý má sklon skresľovať alebo mazať geologické dôkazy v priebehu času. Okrem toho je geologické dôkazy ťažké presne presne určiť, čo spôsobuje problémy, pokiaľ ide o presné hodnotenie toho, ako dlho trvali obdobia ľadovca a medziglaciálne obdobie.

chemická: Pozostáva to zväčša z variácií pomerov izotopov v fosíliách objavených v vzorkách sedimentu a hornín. V novších ľadových obdobiach sa ľadové jadrá používajú na zostavenie záznamu o globálnej teplote, prevažne z prítomnosti ťažších izotopov (ktoré vedú k vyšším teplotám odparovania). Často obsahujú aj vzduchové bubliny, ktoré sa skúmajú na posúdenie zloženia atmosféry v tom čase.

Obmedzenia však vyplývajú z rôznych faktorov. Najdôležitejšie z nich sú izotopové pomery, ktoré môžu mať mätúci vplyv na presné datovanie. Pokiaľ však ide o posledné obdobia ľadovcov a medziglaciálne obdobia (t. J. Počas posledných niekoľkých miliónov rokov), vzorky jadra ľadu a jadra oceánskych sedimentov zostávajú najdôveryhodnejšou formou dôkazov.

paleontologickej: Tento dôkaz spočíva v zmenách geografického rozmiestnenia fosílnych palív. V zásade sa organizmy, ktoré sa daria v teplejších podmienkach, vyhynú počas ľadových období (alebo sa stanú veľmi obmedzené v nižších zemepisných šírkach), zatiaľ čo organizmy prispôsobené chladu sa darí v rovnakých zemepisných šírkach. Ergo, znížené množstvo fosílií vo vyšších zemepisných šírkach je znakom rozšírenia ľadovcových ľadovcov.

Tento dôkaz môže byť tiež ťažko interpretovateľný, pretože vyžaduje, aby fosílie boli relevantné pre skúmané geologické obdobie. Vyžaduje tiež, aby sedimenty v širokom rozsahu zemepisných šírok a dlhé časové obdobia vykazovali zreteľnú koreláciu (v dôsledku zmien zemskej kôry v priebehu času). Okrem toho existuje mnoho starodávnych organizmov, ktoré preukázali schopnosť prežiť zmeny podmienok milióny rokov.

V dôsledku toho sa vedci vždy, keď je to možné, spoliehajú na kombinovaný prístup a viacnásobné línie dôkazov.

Príčiny doby ľadovej:

Vedecký konsenzus je taký, že k vzniku ľadovcov prispieva niekoľko faktorov. Patria sem zmeny na obežnej dráhe Zeme okolo Slnka, pohyb tektonických platní, zmeny vo výstupe Slnka, zmeny zloženia atmosféry, sopečná aktivita a dokonca aj dopad veľkých meteoritov. Mnohé z nich sú vzájomne prepojené a presná úloha každej hry je predmetom diskusie.

Zemská obežná dráha: V podstate je obežná dráha Zeme okolo Slnka v priebehu času predmetom cyklických variácií, fenoménu známeho aj ako Milankovic (alebo Milankovitch) cykly. Vyznačujú sa meniacimi sa vzdialenosťami od Slnka, precesiou zemskej osi a meniacim sa sklonom zemskej osi - to všetko vedie k redistribúcii slnečného svetla prijímaného Zemou.

Najpútavejší dôkaz Milankovicovej orbitálnej sily presne zodpovedá najnovšiemu (a študovanému) obdobiu v histórii Zeme (približne počas posledných 400 000 rokov). Počas tohto obdobia je načasovanie glaciálnych a interglaciálnych období tak blízko k zmenám v milánskych orbitálnych periódach, že je to najbežnejšie prijímané vysvetlenie pre poslednú dobu ľadovú.

Tektonické dosky:Geologický záznam ukazuje zjavnú koreláciu medzi začiatkom doby ľadovej a polohou zemských kontinentov. Počas týchto období boli v pozíciách, ktoré narúšali alebo blokovali tok teplej vody k pólom, čo umožňovalo vytváranie ľadových plátov.

To zasa zvýšilo albedo Zeme, čo znižuje množstvo slnečnej energie absorbovanej zemskou atmosférou a kôrou. To malo za následok pozitívnu spätnoväzbovú slučku, kde pokrok ľadových plátov ďalej zvýšil albedo Zeme a umožnil viac ochladzovania a viac zaľadnenia. To by pokračovalo až do začiatku skleníkového efektu do skončenia obdobia zaľadnenia.

Na základe minulých ľadovcov boli identifikované tri konfigurácie, ktoré by mohli viesť k dobe ľadovej - kontinent, ktorý sa nachádza na vrchu zemského pólu (ako to robí dnes Antarktída); polárne more je vnútrozemské (ako je dnes Severný ľadový oceán); a super kontinent pokrývajúci väčšinu rovníka (ako to urobila Rodinia počas kryogénskeho obdobia).

Niektorí vedci sa okrem toho domnievajú, že himalájsky horský reťazec, ktorý sa vytvoril pred 70 miliónmi rokov, zohral hlavnú úlohu v poslednej dobe ľadovej. Zvýšením celkových zrážok Zeme sa tiež zvýšila miera odstraňovania CO2 z atmosféry (čím sa znížil skleníkový efekt). Jeho existencia tiež paralelne s dlhodobým poklesom priemernej teploty Zeme za posledných 40 miliónov rokov.

Atmosférické zloženie: Existujú dôkazy, že úrovne skleníkových plynov klesajú s postupujúcou ľadovou pokrývkou a stúpajú s ich ústupom. Podľa hypotézy „Snehová guľa“, v ktorej ľad v minulosti úplne alebo takmer zakryl planétu, bola doba ľadová neskoro proterozoická ukončená zvýšením hladín CO2 v atmosfére, čo bolo pripisované vulkanike. erupcie.

Existujú však aj náznaky, že zvýšené hladiny oxidu uhličitého mohli slúžiť skôr ako mechanizmus spätnej väzby, než ako príčina. Napríklad v roku 2009 medzinárodný tím vedcov vypracoval štúdiu s názvom „Posledné glaciálne maximum“, ktorá naznačovala, že zvýšenie slnečného žiarenia (tj energie absorbovanej zo Slnka) prinieslo počiatočnú zmenu, zatiaľ čo skleníkové plyny predstavovali veľkosť zmeny.

Hlavné doby ľadové:

Vedci zistili, že v histórii Zeme sa odohralo najmenej päť hlavných období ľadu. Patria sem hurónsky, kryogénsky, andean-saharský, Karoo a qauternárny ľadový vek. Hebrejská doba ľadová je datovaná do skorého protzerozoického obdobia, približne pred 2,4 až 2,1 miliardami rokov, na základe geologických nálezov pozorovaných na sever a severovýchod od jazera Huron (a koreluje s ložiskami nájdenými v Michigane a západnej Austrálii).

Kryogénska doba ľadová trvala približne pred 850 až 630 miliónmi rokov a bola pravdepodobne najťažšia v histórii Zeme. Predpokladá sa, že počas tohto obdobia ľadové ľadové pláty dosiahli rovník, čo viedlo k scenáru „Snehová guľa zeme“. Tiež sa verí, že sa to skončilo náhlym nárastom sopečnej aktivity, ktorá vyvolala skleníkový efekt, hoci (ako už bolo uvedené) je predmetom diskusie.

Doba ľadová v andskom a saharskom období sa vyskytla počas obdobia neskoro v ordoviku a v silúrii (približne pred 460 až 420 miliónmi rokov). Ako už názov napovedá, dôkazy tu vychádzajú z geologických vzoriek odobratých z pohoria Tassili n'Ajjer v západnej Sahare a korelovali s dôkazmi získanými z pohoria Andského mora v Južnej Amerike (ako aj z Arabského polostrova a na juhu Povodie Amazonky).

Doba ľadová v Karoo sa pripisuje vývoju rastlinných rastlín počas začiatku devónskeho obdobia (približne pred 360 až 260 miliónmi rokov), ktoré spôsobili dlhodobé zvýšenie hladín kyslíka v planéte a zníženie hladín CO2 - čo viedlo ku globálnemu chladenie. Je pomenovaná po sedimentárnych ložiskách, ktoré boli objavené v oblasti Karoo v Južnej Afrike, s korelačnými dôkazmi zistenými v Argentíne.

Súčasná doba ľadová, známa ako pliocénno-kvartérne zaľadnenie, sa začala asi pred 2,58 miliónmi rokov počas neskorého pliocénu, keď sa začalo šírenie ľadových hrádzí na severnej pologuli. Odvtedy svet prežil niekoľko ľadovcových a interglaciálnych období, kedy ľadové plášte postupujú a ustupujú v časových mierkach 40 000 až 100 000 rokov.

Krajina je v súčasnosti v medziregionálnom období a posledné obdobie ľadovcov sa skončilo asi pred 10 000 rokmi. Zvyšky kontinentálnych ľadovcov, ktoré sa kedysi rozprestierali po celom svete, sa v súčasnosti obmedzujú na Grónsko a Antarktídu, ako aj na menšie ľadovce - napríklad na ten, ktorý pokrýva ostrov Baffin.

Antropogénna zmena podnebia:

Presná úloha, ktorú zohrávajú všetky mechanizmy, ktoré sa pripisujú dobám ľadu - t. J. Orbitálna sila, slnečná sila, geologická a sopečná činnosť - zatiaľ nie je úplne objasnená. Vzhľadom na úlohu oxidu uhličitého a iných emisií skleníkových plynov sa však v posledných desaťročiach objavili veľké obavy, aké dlhodobé účinky bude mať ľudská činnosť na planétu.

Napríklad sa predpokladá, že v najmenej dvoch hlavných dobách ľadu, v období kryogénskeho a karooského ľadu, zohrávali hlavnú úlohu nárast a pokles atmosférických skleníkových plynov. Vo všetkých ostatných prípadoch, keď sa predpokladá, že orbitálna sila je primárnou príčinou ukončenia doby ľadovej, boli zvýšené emisie skleníkových plynov stále zodpovedné za negatívnu spätnú väzbu, ktorá viedla k ešte väčšiemu zvýšeniu teploty.

Prídavok CO2 ľudskou činnosťou tiež zohral priamu úlohu v klimatických zmenách, ktoré prebiehajú po celom svete. V súčasnosti horenie fosílnych palív ľuďmi predstavuje najväčší zdroj emisií oxidu uhličitého (asi 90%) na celom svete, čo je jeden z hlavných skleníkových plynov, ktorý umožňuje žiarenie (tzv. Skleníkový efekt).

V roku 2013 Národná správa pre oceánstvo a atmosféru oznámila, že úrovne CO² v hornej atmosfére dosiahli prvýkrát 400 častíc na milión (ppm) od začiatku meraní v 19. storočí. NASA odhaduje, že na základe súčasnej miery, v ktorej emisie rastú, by sa úrovne uhlíka mohli v nadchádzajúcom storočí pohybovať medzi 550 až 800 ppm.

Ak by tomu tak bolo, NASA predpokladá nárast priemerných globálnych teplôt o 2,5 ° C (4,5 ° F), čo by bolo udržateľné. Ak by sa však ukázalo, že to tak bude, globálne teploty stúpnu v priemere o 4,5 ° C, čo by v mnohých častiach planéty viedlo k neudržateľnosti života. Z tohto dôvodu sa hľadajú alternatívy rozvoja a rozsiahleho komerčného prijatia.

A čo viac, podľa výskumnej štúdie z roku 2012 uverejnenej v Nature Geoscience- s názvom „Určenie prirodzenej dĺžky súčasnej medziglaciality“ - očakáva sa, že ľudské emisie CO² odložia nasledujúcu dobu ľadovú. Použitím údajov o obežnej dráhe Zeme na výpočet dĺžky interglaciálnych období, výskumný tím dospel k záveru, že ďalší ľad (očakávaný za 1500 rokov) by vyžadoval, aby hladiny CO2 v atmosfére zostali pod hodnotou 240? Ppm.

Dozvedieť sa viac o dlhších dobách ľadu, ako aj o kratších obdobiach ľadovca, ktoré sa udiali v minulosti Zeme, je dôležitým krokom k pochopeniu toho, ako sa v priebehu času menia zemské podnebie. Je to dôležité najmä preto, lebo vedci sa snažia určiť, do akej miery je moderná zmena klímy spôsobená človekom a aké možné protiopatrenia je možné vyvinúť.

Napísali sme veľa článkov o časopise Ice Age for Space. Táto nová štúdia odhaľuje malú dobu ľadovú, ktorá bola poháňaná vulkanizmom. Vedel vražedný asteroid planétu do doby ľadovej? Bola tam Slushball Earth? A Mars vychádza z doby ľadovej?

Ak chcete získať viac informácií o Zemi, prečítajte si Sprievodcu prieskumom slnečnej sústavy NASA na Zemi. A tu je odkaz na observatórium Zeme NASA.

Zaznamenali sme tiež epizódu Obsadenia astronómie o planéte Zem. Počúvajte tu, epizóda 51: Zem a epizóda 308: zmena podnebia.

zdroj: