ШТА ЈЕ ЛЕДЕНО ДОБА?

Send

Научници већ неко време знају да Земља пролази кроз циклусе климатских промена. Због промена у земљиној орбити, геолошких фактора и / или промена соларног излаза, Земља повремено доживљава значајна смањења површине и атмосферских температура. То резултира дугорочним периодима глацијације или оним што је више колоквијално познато као "ледено доба".

За ове периоде је карактеристичан раст и ширење ледених плоча по Земљиној површини, које се дешавају на сваких неколико милиона година. По дефиницији још увек смо у последњем великом леденом добу - које је почело током касне плиоценске епохе (пре отприлике 2,58 милиона година) - и тренутно су у међуглацијалном периоду, за који је карактеристично повлачење глечера.

Дефиниција:

Иако се термин „ледено доба“ некад употребљава либерално за означавање хладних периода у Земљиној историји, овај склони веровању у сложеност ледених периода. Најтачнија дефиниција била би да су ледена доба периоди када се ледене плоче и глечери шире широм планете, што одговара значајним падима глобалних температура и може трајати милионима година.

За време леденог доба постоје значајне температурне разлике између екватора и полова, а показало се и да температура на дубинама мора опада. Ово омогућава да се велики ледењаци (упоредиви са континентима) шире, покривајући већи део површине планете. Од пре камбријске ере (пре око 600 милиона година), ледена доба наступила је у широким свемирским интервалима, око 200 милиона година.

Историја студија:

Први научник који је теоретизовао прошла глацијална раздобља био је швајцарски инжењер и географ Пиерре Мартел из 18. века. 1742. године, током посете алпској долини, писао је о ширењу великих стијена у неправилним формацијама, које су домаћи приписивали глечерима који су се некад знатно продужили. Слична објашњења су почела да се појављују у наредним деценијама за сличне обрасце дистрибуције балвана у другим деловима света.

Од средине 18. века надаље, европски научници све више су почели да размишљају о леду као превозном средству камења. Ово је укључивало присуство балвана у приморским областима у балтичким државама и Скандинавском полуострву. Међутим, дански-норвешки геолог Јенс Есмарк (1762-1839) први је аргументирао постојање секвенце светског леденог доба.

Та је теорија детаљно исказана у раду који је објавио 1824. године, у којем је предложио да су промене у климатској атмосфери Земље (које су последица промена у њеној орбити). Ово је уследило 1832. године од немачког геолога и професора шумарства Албрецхта Реинхарда Бернхардија, спекулишући о томе како су поларне ледене капи некад могле стићи до умерених зона света.

У исто време, немачки ботаничар Карл Фриедрицх Сцхимпер и швајцарско-амерички биолог Лоуис Агассиз почели су самостално развијати сопствену теорију о глобалном глацирању, што је довело до тога да је Шимпер 1837. сковао термин „ледено доба“. почео да добија широко прихватање због идеје да се Земља постепено хладила од свог првобитног, истопљеног стања.

До 20. века српски полимат Милутин Миланковић развио је свој концепт Миланковићевих циклуса, који су повезивали дугорочне климатске промене са периодичним променама Земљине орбите око Сунца. Ово је понудило демонстрирано објашњење за ледена доба и омогућило научницима да прогнозирају када ће се можда поново догодити значајне промене у Земљиној клими.

Доказ за ледено доба:

Постоје три облика доказа за теорију леденог доба који се крећу од геолошких и хемијских до палеонтолошких (тј. Фосилних записа). Свака од њих има посебне предности и недостатке и помогла је научницима да развију опште разумевање утицаја који су ледена доба имала на геолошке податке у последњих неколико милијарди година.

Геолошки: Геолошки докази укључују чишћење и гребање стијена, исклесане долине, формирање осебујних врста гребена и таложење неконсолидованог материјала (моране) и великих стијена у неправилним формацијама. Иако је ова врста доказа на првом месту довела до теорије леденог доба, она и даље остаје темпераментна.

За једну, узастопна раздобља глацијације имају различите ефекте на регион, што има тенденцију да се временом изобличе или избришу геолошки докази. Поред тога, тешко је тачно датирати геолошке доказе, што узрокује проблеме када се добије тачна процена колико су трајали глацијални и међуглацијални периоди.

Хемијска: То се углавном састоји од варијација у омјерима изотопа у фосилима откривеним у узорцима седимената и стијена. За новије глацијалне периоде, ледене језгре се користе за изградњу глобалног рекордера температуре, углавном од присуства тежих изотопа (који доводе до већих температура испаравања). Они често садрже и мехуриће ваздуха који се испитују како би се проценила састав атмосфере у то време.

Међутим, ограничења произлазе из различитих фактора. Најважнији међу њима су односи изотопа, који могу имати збуњујући ефекат на прецизно датирање. Али што се тиче најновијих глацијалних и међуглацијалних периода (тј. Током последњих неколико милиона година), узорци језгра леда и океанског талога остају највернији облик доказа.

Палеонтолошки: Овај доказ састоји се од промене географске дистрибуције фосила. У основи, организми који успевају у топлијим условима изумиру током глацијалних периода (или постају изразито ограничени на нижим ширинама), док организми прилагођени хладноћи успевају на истим географским ширинама. Ерго, смањене количине фосила у вишим ширинама индикација су за ширење ледењака.

Овај доказ такође може бити тешко интерпретирати, јер он захтева да фосили буду релевантни за геолошки период који се проучава. Такође захтева да седименти у широким распонима географских ширина и дугим временским периодима показују изразиту корелацију (услед промене временске коре Земље у току времена). Поред тога, постоје многи древни организми који су показали способност преживљавања промена услова милионима година.

Као резултат, научници се ослањају на комбиновани приступ и више доказа где год је то могуће.

Узроци леденог доба:

Научни консензус је да неколико фактора доприноси почетку леденог доба. Они укључују промене у Земљиној орбити око Сунца, кретање тектонских плоча, промене соларног излаза, промене атмосферског састава, вулканске активности, па чак и утицај великих метеорита. Многе од њих су међусобно повезане и тачна улога сваке представе предмет је расправе.

Земљина орбита: У суштини, Земљина орбита око Сунца је временом подложна цикличним варијацијама, феноменом који се назива и Миланковићевим (или Миланковичевим) циклусима. Њих карактерише промена удаљености од Сунца, прецесија Земљине осе и променљиви нагиб Земљине оси - што све резултира прерасподјелом сунчеве светлости коју је примила Земља.

Најубедљивији докази за орбитално форсирање Миланковића у потпуности одговарају најновијем (и проученом) периоду у историји Земље (приближно током последњих 400.000 година). Током овог периода, време глацијалних и међуглацијалних периода толико је промена у периодима присиљавања Миланковићеве орбите да је то најшире прихваћено објашњење за последње ледено доба.

Тектонске плоче:Геолошки запис показује очигледну повезаност између почетка ледених доба и положаја Земљиних континената. Током тих периода, били су у положајима који су ометали или блокирали доток топле воде до стубова, омогућавајући тако формирање ледених плоча.

То је заузврат повећало Земљину албедо, што смањује количину соларне енергије апсорбоване од Земљине атмосфере и коре. То је резултирало позитивном повратном везом, где је напредовање ледених плоча још више повећало Земљину албеду и омогућило више хлађења и глацијације. То би се наставило све док појава ефекта стаклене баште не оконча раздобље глацијације.

На основу прошлих ледених доба идентификоване су три конфигурације које би могле водити у ледено доба - континент који је седео изнад земаљског пола (као што то чини Антарктика данас); поларно море без копна (као што је данас Арктички океан); и супер континент који покрива већи део екватора (као што је Родиниа чинио током криогенијског периода).

Поред тога, неки научници верују да је хималајски планински ланац - који се формирао пре 70 милиона година - играо велику улогу у најновијем леденом добу. Повећавајући укупне количине кише на Земљи, такође је повећао брзину уклањања ЦО² из атмосфере (чиме се смањује ефекат стаклене баште). Његово постојање такође је паралелно са дугорочним падом Земљине просечне температуре током последњих 40 милиона година.

Атмосферски састав: Постоје докази да ниво стакленичких плинова опада с напредовањем ледених плоча и расте с њиховим повлачењем. Према хипотези „Земља снежне кугле“ - у којој је лед потпуно или готово готово прекривао планету барем једном у прошлости - ледено доба касног протерозоика било је окончано повећањем нивоа ЦО² у атмосфери, што се приписује вулканским ерупције.

Међутим, постоје они који сугеришу да би повећани ниво угљен диоксида могао послужити као механизам повратних информација, а не као узрок. На пример, 2009. године, међународни тим научника направио је студију под називом „Последњи ледени максимум“ - која је указивала да пораст сунчевог зрачења (тј. Енергија апсорбована од Сунца) даје почетну промену, док стакленички гасови представљају величина промене.

Главно ледено доба:

Научници су утврдили да се у историји Земље догодило најмање пет главних ледених доба. Ту се убрајају хуронско, криогенијско, андско-сахарско, карооско и квартерно ледено доба. Хуронско ледено доба датирано је раним прозерозојским еоном, пре отприлике 2,4 до 2,1 милијарде година, на основу геолошких доказа посматраних северно и североисточно од језера Хурон (а односе се на лежишта пронађена у Мичигену и западној Аустралији).

Лиодно доба криогена трајало је пре отприлике 850 до 630 милиона година и било је можда најтеже у Земљиној историји. Верује се да су током овог периода ледене плохе стигле до екватора, што је довело до сценарија „Земља снежне кугле“. Такође се верује да је окончан због наглог пораста вулканске активности који је покренуо ефекат стаклене баште, иако је (као што је примећено) ово предмет расправе.

Андско-сахарско ледено доба догодило се током касног ордовиција и периода силурара (пре отприлике 460 до 420 милиона година). Као што име сугерира, докази се заснивају на геолошким узорцима узетим с планинског масива Тассили н'Ајјер у западној Сахари, а повезани су доказима добијеним из планинског ланца Анда у Јужној Америци (као и с Арапског полуострва и јужне државе Слив Амазоније).

Ледено доба Кароо-а приписује се еволуцији копнених биљака током почетка девонског периода (пре око 360 до 260 милиона година) што је изазвало дугорочно повећање планетарних нивоа кисеоника и смањење нивоа ЦО² - што води ка глобалном хлађење. Име је добио по седиментним наслагама које су откривене у региону Кароо у Јужној Африци, са корелативним доказима који су пронађени у Аргентини.

Садашње ледено доба, познато као плиоценско-квартарно глацирање, почело је пре око 2,58 милиона година током касног плиоцена, када је почело ширење ледених плоча на северној хемисфери. Од тада свет је доживео неколико ледених и међуглацијалних периода, у којима се ледене плоче напредују и повлаче временским размерама од 40.000 до 100.000 година.

Земља се тренутно налази у међуглацијалном периоду, а последњи глацијални период завршио је пре око 10 000 година. Остаци континенталног леда који су се некада протезали широм света сада су ограничени на Гренланд и Антарктик, као и мањи глечери - попут онога који покрива острво Баффин.

Антропогене климатске промене:

Тачна улога коју играју сви механизми којима се ледено доба приписује - тј. Орбитално форсирање, соларно форсирање, геолошка и вулканска активност - још увек није потпуно разјашњена. Међутим, с обзиром на улогу угљен-диоксида и других емисија гасова са ефектом стаклене баште, последњих деценија влада велика забринутост какви ће дугорочни ефекти имати људске активности на планету.

На пример, у најмање два главна ледена доба, криогенски и кароо ледени век, повећава се и смањује атмосферски стакленички гасови који играју велику улогу. У свим осталим случајевима, где се верује да је орбитално форсирање главни узрок завршетка леденог доба, повећане емисије гасова са ефектом стаклене баште и даље су биле одговорне за негативне повратне информације које су довеле до још већих пораста температуре.

Додатак ЦО2 људском активношћу је такође имао директну улогу у климатским променама које се дешавају широм света. Тренутно сагоревање фосилних горива од стране људи представља највећи извор емисије угљен-диоксида (око 90%) широм света, што је један од главних гасова са ефектом стаклене баште који омогућава зрачење (нпр. Ефекат стаклене баште).

У 2013. години Национална управа за океане и атмосферу објавила је да ниво ЦО² у горњој атмосфери достиже 400 делова на милион (ппм), први пут од када су мерења почела у 19. веку. На основу тренутне стопе којом емисије расту, НАСА процењује да би ниво угљен могао достићи између 550 и 800 ппм у наредном веку.

Ако је случај претходни, НАСА предвиђа пораст просечних глобалних температура од 2,5 ° Ц (4,5 ° Ф), што би било одрживо. Међутим, ако се покаже да је последњи сценарио случај, глобалне температуре ће порасти за просечно 4,5 ° Ц, што би учинило живот неиздрживим за многе делове планете. Из тог разлога се траже алтернативе за развој и широко распрострањено комерцијално усвајање.

Шта више, показује истраживање из 2012. објављено у Натуре Геосциенце- под називом „Одређивање природне дужине тренутног међуглавна“ - очекује се да ће и емисија ЦО 2 у људском времену одложити следеће ледено доба. Користећи податке о Земљиној орбити за израчунавање дужине међуглацијалних периода, истраживачки тим је закључио да ће за следећи лед (очекује се за 1500 година) атмосферски ниво ЦО 2 остати испод око 240 ппм.

Сазнање више о дужем леденом добу, као и краћим глацијалним периодима који су се одиграли у прошлости Земље, важан је корак ка разумевању како се климатска промена Земље временом мења. Ово је посебно важно јер научници настоје утврдити колико је савремених климатских промена начињених човеком, као и које су могуће мере супротне мере.

Написали смо много чланака о часопису Ледено доба за свемирски магазин. Ево нове студије открива мало ледено доба покренуто вулканизмом, да ли је астероид убица одвезао планету у ледено доба? Да ли је постојала земља лусхбалл? Да ли је Марс излетио из леденог доба?

Ако желите више информација о Земљи, погледајте НАСА-ин водич за истраживање соларног система на Земљи. А ево линка до НАСА-иног опсерваторија за Земљу.

Такође смо снимили епизоду Астрономи Цаст-а о планети Земљи. Слушајте овде, епизода 51: Земља и епизода 308: Климатске промене.

Извор: