Войти
геолог Температурный рекорд - это изменения в окружающей среде Земли , определенные на основе геологических свидетельств во временных масштабах от нескольких миллионов до миллиардов (10) лет. Изучение прошлых температур дает важное палеоэкологическое понимание, потому что это компонент климата и океанографии того времени.
В основном появляются данные о прошлых температурах из изотопных соображений (особенно δO ); отношение Mg / Ca в для анализа и алкенонов также можно использовать. Часто многие из них используются вместе для получения оценки температуры с помощью нескольких прокси. Это оказалось решающим в исследованиях ледниковой / межледниковой температуры.
Реконструкция климата за последние 5 миллионов лет на основе кислорода фракционирование изотопов в кернах глубоководных отложений (служащее прокси для общей глобальной массы ледниковых щитов), приспособленное к модели орбитального воздействия (Lisiecki and Raymo 2005) и к температурной шкале получены из кернов льда Восток согласно Petit et al. (1999). последние 3 миллиона лет характеризовались циклами ледников и межледниковий в рамках постепенно углубляющегося ледникового периода. В настоящее время Земля находится в межледниковом периоде, начавшемся примерно 20 000 лет назад (20 тыс. Лет назад).
Циклы оледенения включают рост и отступление континентальных ледяных щитов в Северном полушарии и включают колебания во многих временных масштабах, особенно в масштабах 21, 41 и 100 тысячелетий. Такие циклы обычно интерпретируются как вызванные предсказуемыми изменениями на орбите Земли, известными как циклы Миланковича. В начале среднего плейстоцена (0,8 миллиона лет назад, близко к Брюнес – Матуяма геомагнитная инверсия ) произошла в значительной степени необъяснимая переключить доминирующую периодичность оледенений с цикла 41 тыс. Лет на цикл 100 тыс. Лет.
Постепенное усиление этого ледникового периода за последние 3 миллиона лет было связано со снижением концентрации парникового газа двуокиси углерода, хотя остается неясным, изменение достаточно велико, чтобы вызвать изменения в температуре. Понижение температуры может вызвать уменьшение содержания углекислого газа, поскольку, согласно закону Генри, углекислый газ более растворим в более холодной воде, что может составлять 30 ppmv из 100 ppmv снижения концентрации углекислого газа во время последнего ледникового максимума.
Точно так же начало этой фазы углубления также примерно соответствует закрытию Панамского перешейка под действием тектоники плит. Это предотвратило прямой океанский поток между Тихим и Атлантическим океаном, который оказал бы значительное влияние на циркуляцию океана и распределение тепла. Однако исследования по моделированию неоднозначны в отношении того, могло ли это быть прямой причиной усиления нынешнего ледникового периода.
Этот недавний период смены климата является частью более продолжительного ледникового периода, который начался около 40 миллионов лет назад с оледенения Антарктиды.
Изменение климата за последние 65 миллионов лет. Истинная величина ПЭТМ, вероятно, будет занижена на этом рисунке из-за грубой выборки. В самой ранней части эоцена периода произошла серия резких скачков температуры. наблюдались, продолжаясь не более нескольких сотен тысяч лет. Наиболее выраженный из них, палеоцен-эоценовый термальный максимум (PETM), виден на рисунке справа. Обычно они интерпретируются как вызванные резкими выбросами метана из клатратов (замороженные метановые льды, которые накапливаются на дне океана), хотя некоторые ученые спорят, что метана достаточно, чтобы вызвать наблюдаемые изменения. Во время этих событий температура в Северном Ледовитом океане, возможно, достигла уровней, более характерных для современных океанов с умеренным климатом (т. Е. Средних широт). Во время PETM глобальная средняя температура, по-видимому, поднялась на целых 5-8 ° C (9-14 ° F) до средней температуры до 23 ° C (73 ° F), в отличие от среднемировой температура сегодня чуть ниже 15 ° C (60 ° F). Геологи и палеонтологи считают, что на протяжении большей части палеоцена и раннего эоцена полюса были свободны от ледяных шапок, а пальмы и крокодилы жили за Полярным кругом, в то время как на большей части континентальной части США была субтропическая среда
.В течение более поздней части мелового периода, с 66 до 100 миллионов лет назад, средние глобальные температуры достигли их самый высокий уровень за последние ~ 200 миллионов лет. Вероятно, это результат благоприятной конфигурации континентов в этот период, которая позволила улучшить циркуляцию в океанах и препятствовала образованию крупномасштабного ледяного покрова.
500 миллионов лет изменения климата фанерозой эон, охватывающий последние 542 миллиона лет и почти все время, прошедшее с момента возникновения сложной многоклеточной жизни, в более общем плане был периодом колебания температуры между ледниковыми периодами, такими как нынешний возраст, и "", подобным тому, что происходило в меловом периоде. За это время произошло примерно 4 таких цикла с интервалом примерно 140 миллионов лет между климатическими оптимумами. В дополнение к настоящему, ледниковые периоды имели место в период перми - карбона и в конце ордовика - начале силурия. Существует также "более прохладный" интервал в течение юрского и раннего мелового периода с признаками увеличения морского льда, но отсутствие континентов на обоих полюсах в течение этого интервала препятствовало образованию континентальных ледяных щитов, и, следовательно, это обычно не считается полноценным ледниковым периодом. Между этими холодными периодами были более теплые условия, которые часто назывались климатическими оптимумами. Однако было трудно определить, были ли эти более теплые интервалы на самом деле более горячими или холодными, чем во время оптимумов мелового периода.
неопротерозойская эра (от 1000 до 541 миллионов лет назад ), свидетельствует о том, что минимум два, а возможно, и больше крупных оледенений. Более поздний из этих ледниковых периодов, охватывающий мариноские и варяжские ледниковые максимумы (примерно 560-650 миллионов лет назад ), был предложен как Земля-снежный ком событие с непрерывным морским льдом, достигающим почти экватора. Это значительно более сурово, чем ледниковый период фанерозоя. Поскольку этот ледниковый период завершился лишь немного раньше, чем быстрое разнообразие жизни во время кембрийского взрыва, было высказано предположение, что этот ледниковый период (или, по крайней мере, его конец) создал условия, благоприятные для эволюции. Более ранние ледниковые максимумы Стурта (~ 730 миллионов лет) также могли быть снежным комом Земли, хотя это не доказано.
Изменения, которые приводят к возникновению событий на Земле как снежный ком, не очень хорошо известны, но утверждалось, что они обязательно привели к своему собственному концу. Широко распространенный морской лед предотвращает отложение свежих карбонатов в океанических отложениях. Поскольку такие карбонаты являются частью естественного процесса рециркуляции диоксида углерода, короткое замыкание этого процесса позволяет диоксиду углерода накапливаться в атмосфере. Это увеличивает парниковый эффект и, в конечном итоге, приводит к повышению температуры и отступлению морского льда.
Прямая комбинация этих интерпретированных геологических температурных записей не обязательно верна, а также их сочетание с другими более поздними записями температуры, которые могут использовать другие определения. Тем не менее, общая перспектива полезна, даже если она неточна. В этом представлении время отображается в обратном направлении от настоящего, взятого за 2015 г. н.э. Он линейно масштабируется на пять отдельных сегментов, увеличиваясь примерно на порядок при каждом вертикальном разрыве. Температуры на левой панели очень приблизительны, и их лучше рассматривать только как качественный показатель. Дополнительная информация приведена на странице описания графика.
До неопротерозоя свидетельства изменений температуры и оледенения обычно слишком разрозненные и спорадические, чтобы делать твердые выводы, хотя кажется вероятным, что колебания температуры также были существенными в этот период.
Реконструкция температуры на основе изотопов кислорода и кремния из образцов горных пород предсказала гораздо более высокие температуры докембрийского моря. Эти прогнозы предполагают, что температура океана составляет 55–85 ° C в период 2000–3500 миллионов лет назад, с последующим похолоданием до более умеренных температур от 10-40 ° C на 1000 миллионов лет назад. Реконструированные белки из докембрийских организмов также предоставили доказательства того, что древний мир был намного теплее, чем сегодня.
Однако другие данные свидетельствуют о том, что период 2000–3000 миллиона лет назад был в целом более холодным и покрытым льдом, чем последние 500 миллионов лет. Считается, что это результат солнечного излучения примерно на 20% ниже, чем сегодня. Солнечная светимость была на 30% ниже, когда Земля сформировалась 4,5 миллиарда лет назад, и ожидается, что в будущем ее яркость будет увеличиваться примерно на 10% за миллиард лет.
В очень долгих временных масштабах., эволюция Солнца также является важным фактором, определяющим климат Земли. Согласно стандартным солнечным теориям, Солнце будет постепенно увеличиваться в яркости как естественная часть его эволюции после того, как началось с интенсивности примерно 70% от его современного значения. Первоначально низкая солнечная радиация в сочетании с современными значениями парниковых газов была бы недостаточной для того, чтобы на поверхности Земли оставались жидкие океаны. Однако доказательства наличия жидкой воды на поверхности были продемонстрированы еще 4,400 миллионов лет назад. Это известно как парадокс слабого молодого солнца и обычно объясняется гораздо более высокими концентрациями парниковых газов в ранней истории Земли, хотя такие предложения плохо ограничиваются существующими экспериментальными данными.
