Ледниковый период

редактировать

Период длительного снижения температуры поверхности и атмосферы Земли Художественное представление о ледниковом периоде Земли на пике ледников.

ледниковый - это длительный период понижения температуры поверхности и атмосферы Земли, приводящий к наличию или расширению континентального и полярного льда. листы и альпийские ледники. Климат Земли чередуется между ледниковыми периодами и парниковыми периодами, когда на планете нет ледников. Земля в настоящее время находится в четвертичном оледенении, известном в популярной терминологии как ледниковый период . Отдельные импульсы холодного климата в ледниковый период называются «ледниковыми периодами » (или альтернативно, «ледниковыми периодами», «оледенениями», «ледниковыми стадиями», «стадиями», «стадиями», в просторечии, « ледниковые периоды »), прерывистые теплые периоды в ледниковом периоде называются« межледниковыми »или« межстадиальными периодами », причем оба климатических импульса являются частью четвертичного или других периодов. в истории Земли.

В терминологии гляциологии ледниковый период подразумевает наличие обширных ледниковых щитов как в северном, так и в южном полушариях. По этому определению мы находимся в межледниковье - голоцене. Количество удерживающих тепло газов, выбрасываемых в океаны и атмосферу Земли, по прогнозам, предотвращается следующий ледниковый период, который в состоянии начался примерно через 50 000 лет, и, вероятно, больше ледниковых циклов.

Содержание

  • 1 История исследований
  • 2 Свидетельства
  • 3 Крупные ледниковые периоды
  • 4 Ледниковые и межледниковые периоды
  • 5 Процессы обратной связи
    • 5.1 Положительные
    • 5.2 Отрицательные
  • 6
    • 6.1 Изменения в атмосфере Земли
    • 6.2 Положение континентов
    • 6.3 Колебания океанских течений
    • 6.4 Поднятие Тибетского плато
    • 6.5 Вариации орбиты Земли
    • 6.6 Вариации энергии, выделяемой Солнцем
    • 6.7 Вулканизм
  • 7 Последние ледниковые периоды и межледниковые фазы
    • 7.1 Ледниковые стадии в Северной Америке
    • 7.2 Последний ледниковый период в семиаридных Андах вокруг Аконкагуа и Тупунгато
  • 8 Эффекты оледенения
  • 9 См. также
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки

История исследований

В 1742 году Пьер Мартель (1706–1767), инженер и географ, живший в G Енева побывала в долине Шамони в Альпах в Савойе. Два года спустя он опубликовал отчет о своем путешествии. Он сообщил, что жители долины приписывают распространение беспорядочных валунов ледникам, говоря, что когда-то они простирались намного дальше. Позже аналогичные объяснения поступали из других регионов Альп. В 1815 году плотник и охотник за серной Жан-Пьер Перроден (1767–1858) объяснил, что неустойчивые валуны в долине Валь-де-Бань в швейцарском кантоне Вале возникли из-за ледников, которые раньше простирались дальше. Неизвестный лесоруб из Майрингена в Бернском Оберланде аналогичную идею в беседе со швейцарско-немецким геологом Жаном де Шарпантье (1786–1855) в 1834 году. Подобные объяснения также известны из Валь-де-Ферре в Вале и Зееланд в западной Швейцарии и в научном труде Гете . Подобные объяснения можно найти и в других частях света. Когда баварский натуралист Эрнст фон Бибра (1806–1878) посетил чилийские Анды в 1849–1850 годах, местные жители приписали ископаемые морены бывшему ледников.

Тем временем европейские ученые начали задаваться вопросом, вызвало распространение беспорядочного материала. С середины 18 века обсуждали лед как средство передвижения. Шведский эксперт Даниэль Тилас (1712–1772) был в 1742 году первым, кто использует дрейфующий морской лед, чтобы обеспечить наличие устойчивых валунов в Скандинавских и Балтийских регионах. В 1795 году шотландский философ и джльмен-натуралист Джеймс Хаттон (1726–1797) объяснил неустойчивые валуны в Альпах через ледников. Два десятилетия спустя, в 1818 году, шведский ботаник Йоран Валенберг (1780–1851) опубликовал свою теорию оледенения Скандинавского полуострова. Он считал оледенение региональным явлением.

Всего несколько лет спустя датско-норвежский геолог Йенс Эсмарк (1762–1839) утверждал, что существует последовательность всемирных ледниковых периодов. В году опубликованной в 1824 году, Эсмарк предположил, что причиной этих оледенений являются изменения климата. Он попытался показать, что они возникли из-за изменений орбиты Земли. В последующие годы идеи Эсмарка обсуждались и частично принимались шведскими, шотландскими и немецкими учеными. В Эдинбургском университете Роберт Джеймсон (1774–1854), по мнению норвежского профессора гляциологии Бьёрна Г. Андерсена (1992), казался относительно открытым для идей Эсмарка. Замечания Джеймсона о древних ледниках в Шотландии, скорее всего, были вызваны Эсмарком. В Германии Альбрехт Рейнхард Бернхарди (1797–1849), геолог и профессор лесного хозяйства в академии в Драйссигаккере, которая была использована в южном Тюрингии городе Майнинген, принял теорию Эсмарка. В статье, опубликованной в 1832 году, Бернхарди размышлял о бывших полярных ледяных шапках, доходящих до умеренных зон земного шара.

В 1829 году, независимо от этих споров, швейцарский инженер-строитель Игнац Венец (1788–1859) объяснил распространение беспорядочных валунов в Альпах, близлежащих Юра и Северо-Немецкой равнине как результат огромных ледников. Когда он прочитал свою статью раньше, большинство последних остались скептически настроены. Наконец Венец убедил своего друга Жана де Шарпантье. Де Шарпантье преобразовал идею Венца в теорию об оледенении, ограниченном Альпами. Его мысли напоминали теорию Валенберга. Фактически, оба человека разделяли одни и те же вулканические, или, как в случае де Шарпантье, скорее плутонические предположения об истории Земли. В 1834 году де Шарпантье представил свой доклад Schweizerische Naturforschende Gesellschaft. Тем временем немецкий ботаник Карл Фридрих Шимпер (1803–1867) изучал мхи, которые росли на неустойчивых валунах в высокогорной альпийской местности Баварии. Он начал задаваться вопросом, откуда взялись такие массы камня. Летом 1835 года он совершил несколько экскурсий в Баварские Альпы. Шимпер пришел к выводу, что лед должен быть средством транспортировки валунов в высокогорье. Зимой 1835–1836 гг. Он читал лекции в Мюнхене. Затем Шимпер предположил, что были глобальные времена уничтожения («Verödungszeiten») с холодным климатом и замерзшей водой. Шимпер провел летние месяцы 1836 года в Девенсе, недалеко от Бекса, в швейцарских Альпах со своим бывшим другом Луи Агассисом (1801–1873) и Жаном де Шарпантье. Шимпер, де Шарпантье и, возможно, Венец убедили Агассиса в том, что было время оледенения. Зимой 1836/37 г. Агассис и Шимпер разработали те придерживаться оледенений. В основном они опираются на предыдущие работы Венца, де Шарпантье и на собственные полевые исследования. Кажется, Агассис в то время уже был знаком с бумагой Бернарди. В начале 1837 года Шимпер ввел термин «ледниковый период» («Eiszeit») для обозначения периода ледников. В июле 1837 года Агассис представил свой синтез перед ежегодным собранием Schweizerische Naturforschende Gesellschaft вшателе. Аудитория была очень критичной, а некоторые выступали против новой теории, поскольку она противоречила взглядам на историю климата. Большинство современных ученых думали, что Земля постепенно остывала с момента своего рождения в виде расплавленного шара.

Чтобы преодолеть это отторжение, Агассис приступил к геологическим полевым исследованиям. Он опубликовал свою книгу «Исследование ледников» («Études sur les glaciers») в 1840 году. Де Шарпантье это расстроило, так как он также готовил книгу об оледенении Альп. Де Шарпантье считал, что Агассис должен был отдать ему приоритет, поскольку он познакомил Агассиса с глубокими исследованиями ледников. Кроме того, Агассис из-за личных сор не сообщил Шимпера в своей книге.

Прошло несколько десятилетий, прежде чем теория ледникового периода была полностью принята учеными. Это произошло в международных масштабах во второй половине 1870-х годов после работы Джеймса Кролла, включая публикацию книги «Климат и время в их геологических связях» в 1875 году, в которой было дано достоверное объяснение причин возникновения ледниковые периоды.

Доказательства

Существуют три основных типа доказательств ледниковых периодов: геологические, химические и палеонтологические.

Геологические свидетельства ледниковых периодов представленных в различных формах, включая размыв и царапины горных пород, ледниковые морены, друмлины, выем долин и отложение тилла. или тиллиты и ледниковые отложения. Последовательные оледенения, как правило, искажают и стирают геологические свидетельства, что затрудняет их интерпретацию. Более того, это свидетельство было трудно точно датировать; ранние теории предполагали, что ледниковые периоды были короткими по сравнению с Первыми межледниковьями. Появление осадков и ледяных кернов выявило истинную ситуацию: ледники длинные, межледниковые - короткие. На правила теории ушло время.

химическое свидетельство в основном состоит из вариаций участников изотопов в окаменелах, присутствующих вложениях, осадочных породах и кернах океанических отложений. Для самых последних ледниковых периодов ледяные керны использовать косвенные данные климата по своему льду и атмосферные образцы из включенных пузырьков воздуха. Вода, используемая более тяжелые изотопы, имеет более высокую теплоту испарения, ее доля уменьшается с более холодными условиями. Это позволяет построить запись температуры. Однако это свидетельство может быть опровергнуто другими факторами, зарегистрированными изотопными отношениями.

палеонтологическое свидетельство состоит из изменений в географическом распределении окаменелостей. Во время ледникового периода организмы, адаптированные к холоду, распространяются в более низкие широты, а организмы, более низкие широты, вымирают или вытесняются в более низкие широты. Это свидетельство также трудно интерпретировать, потому что оно включает в себя длительный период времени, в широком диапазоне широт и легко коррелируемых; (2) древние организмы, которые выживают без изменений, несколько миллионов лет и чьи температурные предпочтения легко диагностируются; и (3) обнаружение соответствующих окаменелостей.

Несмотря на трудности, анализ демонстрационных периодов ледников и межледниковий за несколько миллионов лет. Они также подтверждают связь между ледниковыми периодами и явлениями континентальной коры, такими как ледниковые морены, друмлины и ледниковые неровности. Следовательно, явления континентальной коры принимаются как хорошее доказательство более ранних ледниковых периодов, когда они доступны в различных режимах, более ранних, чем временной диапазон, для которого доступны ледяные керны и керны океанических периодов.

Основные ледниковые периоды

Хронология оледенений, проведения синим.

В истории Земли было как минимум пять крупных ледниковых периодов (гуронский, криогенный, Андско-Сахарский, поздний палеозой и последний четвертичный ледниковый период ). Вне этих эпох Земля, кажется, была свободна ото даже в высоких широтах; такие периоды известны как парниковые периоды.

Карта ледникового периода северной Германии и ее северных соседей. Красный: максимальный предел вейхзельского ледникового периода; желтый: Заале ледниковый максимум (стадия Дренте); синий: Эльстер максимальное ледниковое оледенение.

Скалы из самого раннего установленного ледникового периода, называемого гуронским, образовались около 2,4-2,1 Ga (миллиарда лет назад. в начале протерозоя эона. Несколько сотен км гуронской супергруппы обнажены в 10–100 км к северу от северного берега озера Гурон, простирающегося от около Sault Ste. От Мари до Садбери, к северо-востоку от озера Гурон, с гигантскими слоями литифицированных тилловых пластов, дропстоунов, варвов, промывных вод и размытых пород фундамента. Соответствующие гуронские отложения были обнаружены около Маркетт, Мичиган, и была проведена корреляция с палеопротерозойскими ледниковыми отложениями из Австралии. Гуронский ледниковый период был вызван удалением атмосферного метана, парникового газа, во время Великого события оксигенации.

Следующий хорошо задокументированного ледникового периода и, вероятно, самый тяжелый из последнего миллиарда лет произошел от 720 до 630 миллионов лет назад (криогенный период) и, возможно, породил Землю-снежок, в которой ледниковые щиты достигли экватора, возможно, прекращение накопления парниковых газов, таких как CO. 2, производимых вулканами. «Присутствие льда на континентах и ​​паковых льдах в океане может препятствовать как силикатному выветриванию, так и фотосинтезу, которые в настоящее время находятся двумя поглотителями CO. 2». Было высказано предположение, что в конце этого ледникового периода был ответственен за последующее эдиакарской и кембрийский взрыв, хотя эта модель является последним и спорным.

Андско-Сахарское произошло от 460 до 420 миллионов лет назад, во время позднего ордовика и силурийского периода.

Записи отложений, показывающие колеблющуюся последовательность ледников и межледниковий в течение последних нескольких миллионов лет.

Эволюция наземных растений в начале девонского периода вызвала долгосрочное увеличение планетарного уровня и снижение уровней CO. 2, что привело к позднепалеозойскому леднику. Его прежнее название, оледенение Кару, было названо в честь ледниковых отложений, обнаруженных в Кару в Южной Африке. В течение каменноугольного и раннепермского периодов с интервалом от 360 до 260 миллионов лет назад в Южной Африке существовали обширные полярные ледяные шапки. Корреляты периода из Аргентины, а также в центре древнего суперконтинента Гондвана.

Четвертичное оледенение / Четвертичный ледниковый период начался примерно 2,58 миллиона лет назад в начале четвертичного. когда началось распространение ледяных щитов в Северном полушарии. С тех пор мир видел циклы оледенения с наступлением и отступлением ледяных щитов в масштабе времени в 40 000 и 100 000 лет, называемые ледниковыми периодами, ледниковыми периодами или наступлением ледников и межледников периодами, межледниковья или отступления ледников. Земля в настоящее время находится в межледниковье, и ледниковый период закончился около 10 000 лет назад. Все, что осталось от континентальных ледовых щитов, - это Гренландия и Антарктические ледяные щиты и более мелкие ледники, такие как Баффинова острова.

. Четвертичный с начала 2,58 млн. лет назад основан на формировании арктической ледяной шапки. Антарктический лед покров начал формироваться раньше, примерно 34 млн лет назад, в середине кайнозоя (эоцен-олигоценовая граница ). Термин поздний кайнозойский ледниковый период используется для обозначения этой ранней фазы.

Ледниковые периоды можно дополнительно разделить по местоположению и времени; например, название Riss (180 000–130 000 лет bp ) и Würm (70 000–10 000 лет bp) конкретно к оледенению в Альпийском регионе. Максимальная протяженность льда не сохраняется на протяжении всего интервала. Очищающее действие каждого оледенения внешнего покрытия почти полностью уничтожает часть предшествующих ледяных щитов.

Ледники и ледниковья

Показывает характер изменений температуры и объема льда, связанных с недавними ледниковыми и межледниковыми периодами Минимальное и максимальное оледенение Минимальное (ледниковое, черное) и максимальное (ледниковое, серое) оледенение северного полушария Минимальное (межледниковое, черное) и максимальное (ледниковое, серое) оледенение южного полушария

В ледниковые периоды (или, по крайней мере, в рамках нынешнего) более бывают умеренные и более суровые периоды. Более холодные периоды называются ледниковыми периодами, более теплые периоды - межледниковыми, например, эемский ярус.

Ледниковые периоды характеризуются более прохладным и сухим климатом на большей части земли и массами льда на суше и море, простира их от полюсов. Горные ледники в других областях, не покрытые льдом, простираются до более низких высот из-за более низкой линии снега. Уровень моря понижается из-за удаления больших объемов воды над уровнем моря в ледяных шапках. Есть свидетельства того, что модели циркуляции океана нарушаются оледенениями. Поскольку на Земле наблюдается значительное континентальное оледенение в Арктике и Антарктике, в настоящее время мы находимся в ледниковом минимуме оледенения. Такой период между ледниковыми максимумами известен как межледниковье. Ледниковые и межледниковые периоды также совпали с изменениями орбиты Земли, названными циклами Миланковича.

Земля находилась в межледниковом периоде, известном как голоцен, около 11700 лет, и статья в журнале Nature в 2004 г. утверждает, что это могло бы быть наиболее похоже на предыдущее межледниковье, которое длилось 28000 лет. Прогнозируемые изменения в орбитальном воздействии предполагают, что следующий ледниковый период начнется по крайней мере через 50 000 лет из-за циклов Миланковича. Более того, антропогенное воздействие от увеличения парниковых газов, по оценкам, потенциально перевешивает орбитальное воздействие циклов Миланковича в течение сотен тысяч лет.

Процессы обратной связи

Каждый ледниковый период подвергается положительной обратной связи, что делает ее более серьезной, и отрицательной обратной связи, которая смягчает и (до сих пор во всех случаях) в конечном итоге ее прекращает.

Положительный

Лед и снег увеличивают альбедо Земли, то есть заставляют ее отражать больше солнечной энергии и меньше поглощать. Следовательно, когда температура воздуха снижается, ледяные и снежные поля растут, и это продолжается до тех пор, пока конкуренция с механизмом отрицательной обратной связи не приведет систему к равновесию. Кроме того, сокращение лесов, вызванное расширением льда, увеличивает альбедо.

Другая теория, предложенная Юингом и Донном в 1956 году, предполагала, что свободный ото льда Северный Ледовитый океан приводит к увеличению количества снегопадов в высоких широтах. Когда низкотемпературный лед покрывает Северный Ледовитый океан, происходит небольшое испарение или сублимация, а полярные регионы довольно сухие с точки зрения осадков, сравнимые с их количеством в пустынях средних широт. Это небольшое количество осадков позволяет таять снегопадам в высоких широтах летом. Свободный ото льда Северный Ледовитый океан поглощает солнечную радиацию в течение долгих летних дней и испаряет больше воды в атмосферу Арктики. При большем количестве осадков части этого снега могут не таять летом, и поэтому ледяной лед может образовываться на более низких высотах и ​​в более южных широтах, снижая температуру над сушей за счет увеличения альбедо, как отмечалось выше. Кроме того, согласно этой гипотезе отсутствие паковых льдов в океане позволяет увеличить водообмен между Арктическим и Северным Атлантическим океанами, нагревая Арктику и охлаждая Северную Атлантику. (Текущиепрогнозируемые последствия глобального потепления, включая практически свободный ото льда Северный Ледовитый океан в течение 5–20 лет, см. сокращение Арктики.) Дополнительный приток пресной воды в Северную Атлантику во время цикла потепления может также уменьшить циркуальную циркуляцию воды в океане. Такое сокращение (за счет уменьшения воздействия Гольфстрима ) оказывает охлаждающий эффект на северную Европу, что, приведет к увеличению удержания снега на низких широтах летом. Также было высказано предположение, что во время обширного ледникового периода ледники могут перемещаться через залив Святого Лаврентия, простираясь в северную часть Атлантического океана достаточно далеко, чтобы блокировать Гольфстрим.

Отрицательно

Ледяные щиты, образующиеся во время оледенений, вызывают эрозию земли под ними. Через некоторое время увеличится размер пространства, увеличивающегося в размерах. Это уменьшает обратную связь по альбедо, как и понижение уровня моря, которое сопровождает образование ледяных щитов.

Еще одним фактором является повышенная засушливость, увеличивающая с ледниковыми максимумами, что снижает количество осадков, доступных для поддержания оледенения. Отступление ледников, вызванное этим или любым другим процессом, может быть усилено такими же последствиями, как и наступление ледников.

Согласно исследованию опубликованному в Nature Geoscience, человеческие выбросы двуокиси углерода (CO 2) найти следующий ледниковый период. Исследователи использовали данные об орбите Земли, чтобы исторический теплый межледниковый период

Причины

<, который больше всего похож на текущий, и на основании этого предсказали, что следующий ледниковый период обычно начнется через 1500 лет. 220>Причины ледниковых периодов не поняты ни для крупномасштабных периодов ледникового периода, ни для меньших приливов и отливов ледниково-межледниковых периодов в ледниковый период. По общему мнению, важны полностью несколько факторов: атмосферы, например, углекислого газа и метана (теперь можно увидеть с новым образцом ледяного керна s из EPICA Dome C в Антарктиде за последние 800 000 ле) т); изменения орбиты Земли вокруг Солнца, известные как циклы Миланковича ; движение тектонических плит, приводящее к изменениям относительного расположения и количества континентальной и океанической коры на поверхности земли, что влияет на ветер и океанские течения ; вариации солнечной энергии ; орбитальная динамика системы Земля - ​​Луна; воздействие относительно крупных метеоритов и вулканизма, включая извержения супервулканов.

Некоторые из этих факторов друг на друга. Например, изменяя скорость, с которой выветривание удаляет CO. 2, можно изменить климат в атмосфере Земли (особенно изменение парниковых газов).

Морин Реймо, Уильям Руддиман и другие предполагают, что тибетское и плато Колорадо предоставить собой огромные «скрубберы» CO. 2 с способность ослаблять достаточное количество CO. 2 из глобальной атмосферы, чтобы быть значимым причинным фактором 40-миллионной кайнозойской тенденции похолодания. Они также заявляют, что примерно половина их подъема (и способность «очищать» CO. 2) произошла за последние 10 миллионов лет.

Изменения в атмосфере Земли

Есть свидетельства того, что уровни парниковых газов упали в начале ледниковых периодов и выросли во время отступления ледниковых щитов, но установить причину и следствие сложно ( см. Примечания о роли выветривания). Уровни парниковых газов могли также повлиять другие факторы, которые были предложены как причины ледниковых периодов, такие как движение континентов и вулканизм.

Гипотеза Snowball Earth утверждает, что сильное замораживание в конце протерозоя закончилось повышением уровней CO. 2 в атмосфере, в основном из-за вулканов., и некоторые сторонники Snowball Earth утверждают, что это было вызвано, в первую очередь, уменьшением атмосферного CO. 2. Гипотеза также предупреждает о будущих Снежных Землях.

В 2009 году были предоставлены дополнительные доказательства, что изменения солнечной инсоляции механизм начального пускового механизма для системы Земли после ледникового периода, причем вторичные факторы, такие как увеличение парниковых газов, определяют изменения.

Положение континентов

Геологические записи, что ледниковые периоды начинаются, когда континенты находятся в положениях, блокируют или уменьшают поток теплых вод от экватора к полюсам и таким образом, позволяет формироваться ледяным покровам. Ледяные щиты увеличивают отражательную способность Земли и, таким образом, уменьшают поглощение солнечной радиации. При меньшем поглощении радиации атмосфера охлаждается; охлаждение позволяет ледяным увеличам увеличивать способность увеличивать отражательную способность в контуре положительной обратной связи. Ледниковый период продолжается до тех пор, пока уменьшение выветривания не вызовет усиление парникового эффекта..

Расположение континентов имеет три основных фактора, препятствующих движению теплой воды к полюсам:

  • Континент находится на вершине полюса, как Антарктида сегодня.
  • Полярное море почти не имеет выхода к морю, как сегодня Северный Ледовитый океан.
  • Суперконтинент покрывает часть экватора, как Родиния в течение криогенного периода.

Южным полюсом и почти не имеющий выхода к морю океан над Северным полюсом, геологи считают, что в ближайшем геологическом будущем на Земле продолжатся ледниковые периоды.

Некоторые ученые считают, что Гималаи являются основным фактором нынешнего ледникового периода, поскольку в этих горах увеличилось общее количество осадков на Земле и, следовательно, скорость вымывания углекислого газа из атмосферы., уменьшая парниковый эффект. Образование Гималаев началось около 70 миллионов лет назад, когда Индо-Австралийская плита столкнулась с Евразийской, а Гималаи все еще поднимаются примерно на 5 мм в год, поскольку Индо-Австралийская плита Австралийская плита по-прежнему движется со скоростью 67 мм / год. История Гималаев в целом соответствует долгому среднему снижению средней температуры Земли с середины эоцена, 40 миллионов лет назад.

Колебания океанских течений

Еще одним режимом важных вкладом в древние климатические процессы являются вариации океанских течений, которые также зависят от положения континента, уровня моря и солености. как и другие факторы. У них есть способность охлаждать (например, образование антарктического льда) и способность нагреваться (например, давая Британским умеренный климат в отличие от северного). Закрытие Панамского перешейка около 3 миллионов лет назад могло означать начало нынешнего периода сильного оледенения над Северной Америкой, положив конец водообмену между тропическим Атлантическим и Тихим океанами.

Анализ показывает, что колебания океанских течений могут адекватно объяснить недавние колебания ледников. В течение последнего ледникового периода уровень моря колебался на 20–30 м из-за поглощения воды, в основном в северном полушарии ледяных щитов. Когда лед собрался и уровень моря значительно упал, поток через Берингов пролив (узкий пролив между Сибирью и Аляской сегодня имеет глубину около 50 м) уменьшился, что привело к увеличению потока из Северной Атлантики. Это перестроило термохалинную циркуляцию в Атлантике, увеличение переноса тепла в Арктику, что произошло к таянию полярного льда и уменьшению других континентальных ледяных щитов. Выпуск воды снова поднял уровень моря, восстановив приток более холодной воды из Тихого океана с сопутствующим сдвигом в сторону накопления льда в северном полушарии.

Поднятие тибетского плато

Геологические данные Маттиаса Куле теория развития ледникового периода была подсказана существованием ледникового покрова, покрывающего Тибетское плато во время ледниковых периодов (Последний ледниковый максимум ?). По словам Куле, тектоническое поднятие плит Тибета за пределы снеговой линии привело к появлению поверхности c. 2 400 000 квадратных километров (930 000 квадратных миль) переходят от голой земли к льду с альбедо на 70% больше. Отражение энергии в космосе привело к глобальному похолоданию, вызвавшему плейстоцен ледниковый период. Это нагорье находится на субтропической широте, где инсоляция в 4-5 раз больше, чем в высокоширотных областях, что могло бы быть самой сильной поверхностью Земли, превратилось в поверхность охлаждения.

Куле объясняет межледниковые периоды 100000-летним циклом радиационных изменений из-за изменений орбиты Земли. Это сравнительно незначительное потепление в уменьшении площади внутренних ледников Северных стран и Тибета из-за веса наложенной ледовой нагрузки к многократному полному полному внутреннему ледовому пространству.

Орбита Земли

Циклы Миланковича - это набор циклических изменений характеристик орбиты Земли вокруг Солнца. Каждый цикл имеет увеличенную продолжительность, поэтому иногда их эффекты усиливают друг друга, а иногда (частично) отменяют друг друга.

Прошлая и будущая среднесуточная инсоляция на верхних слоях атмосферы в день летнего солнцестояния на 65 северной широте.

Имеются убедительные доказательства того, что возникновение ледниковых и межледниковых периодов во льдах. возраст. Нынешний ледниковый период является наиболее изученным и понятным, особенно за последние 400 000 лет, поскольку это период охват ледяными кернами, которые регистрируют состав атмосферы и косвенные значения температуры и объема льда. В течение этого периода совпадения частот ледникового / межледникового периода с периодом орбитального воздействия Миланковича настолько близко, что орбитальное воздействие является общепринятым. Комбинированные эффекты изменения расстояния до Солнца, прецессии оси Земли и изменения наклона оси Земли перераспределяют солнечный свет, получаемый Землей. Особое значение имеют наклона оси Земли, которые влияют на интенсивность времен года. Например, количество солнечного притока в июле на 65 градусов северной широты широты изменяется на целых 22% (от 450 Вт / м² до 550 Вт / м²). Широко распространено мнение, что ледяные щиты увеличиваются, когда лето становится слишком прохладным, чтобы растопить весь снег, накопившийся за прошлую зиму. Они могут использовать силы орбитального воздействия слишком мала, чтобы вызвать оледенения, но механизмы обратной связи, такие как CO. 2, могут объяснить это несоответствие.

В то время как форсирование Миланковича предсказывает, что циклические изменения в элементах орбиты могут быть выражены в данных об оледенении, необходимы дополнительные объяснения, чтобы объяснить, какие циклы наблюдаются как наиболее важные во время времени ледниково-межледниковые периоды. В частности, в течение последних 800 000 лет доминирующий период ледниково-межледниковых колебаний составлял 100 000 лет, что соответствует изменениям эксцентриситета орбиты и наклонения орбиты. И все же это самая слабая из трех частот, предсказанных Миланковичем. В течение периода 3,0–0,8 миллиона лет назад доминирующая картина оледенения соответствовала 41 000-летнему периоду изменений наклона Земли (наклон оси). Причины преобладания одной частоты над другой плохо изучены и являются активной областью текущих исследований, но ответ, вероятно, связан с некоторой формой резонанса в климатической системе Земли. Недавняя работа предполагает, что 100 000-летний цикл преобладает из-за увеличения количества морского льда на южном полюсе, увеличивающего общую солнечную отражательную способность.

«Традиционное» объяснение Миланковича пытается объяснить преобладание 100 000-летнего цикла над последними 8 циклы. Ричард А. Мюллер, Гордон Дж. Ф. Макдональд и другие отметили, что эти расчеты производятся для двухмерной орбиты Земли, но трехмерная орбита также имеет 100000-летнюю орбиту. цикл наклонения орбиты. Они предположили, что эти вариации наклонения орбиты приводят к вариациям инсоляции, поскольку Земля входит и выходит из известных пылевых полос в Солнечной системе. Хотя этот механизм отличается от традиционного взгляда, «предсказанные» периоды за последние 400 000 лет почти такие же. Теория Мюллера и Макдональда, в свою очередь, была оспорена Хосе Антонио Риалом.

Другой исследователь, Уильям Руддиман, предложил модель, которая объясняет 100000-летний цикл модулирующий эффект эксцентриситета (слабый 100 000-летний цикл) на прецессию (26 000-летний цикл) в сочетании с обратной связью по парниковым газам в 41 000- и 26 000-летних циклах. Еще одна теория была выдвинута Питером Хайберсом, который утверждал, что цикл продолжительностью 41 000 лет всегда был доминирующим, но что Земля вошла в режим поведения климата, при котором только второй или третий цикл вызывает ледниковый период.. Это означало бы, что 100 000-летняя периодичность на самом деле является иллюзией, созданной усреднением совокупных циклов продолжительностью 80 000 и 120 000 лет. Эта теория согласуется с простой эмпирической моделью с несколькими состояниями, предложенной. Пайлард предполагает, что ледниковые циклы позднего плейстоцена можно рассматривать как скачки между тремя квазистабильными состояниями климата. Скачки вызваны орбитальным воздействием, тогда как в раннем плейстоцене 41 000-летние ледниковые циклы возникли в результате скачков между двумя состояниями климата. Динамическая модель, объясняющая это поведение, была предложена Питером Дитлевсеном. Это подтверждает предположение, что поздние плейстоценовые ледниковые циклы не связаны со слабым 100-тысячным циклом эксцентриситета, главным образом, на 41-тысячный цикл наклона.

Вариации выхода энергии Солнца

Есть по крайней мере два типа изменений энергии Солнца

Долгосрочное увеличение солнечной энергии не может быть причиной ледниковых периодов.

Вулканизм

Извержения вулканов возможных причин возникновения и / или окончанию периодов ледникового периода. Временами во время палеоклимата уровни углекислого газа были в два или три раза выше, чем сегодня. Вулканы и движения континентальных плит способствовали увеличению содержания CO 2 в атмосфере. Углекислый газ из вулканов, вероятно, может возникнуть периодов с высокими общими температурами. Одно из предлагаемых объяснений палеоцен-эоценового термального максимума состоит в том, что подводные вулканы высвободили метан из клатратов и, таким образом, вызвали большое и увеличение тепличных эффект. Похоже, что нет никаких геологических свидетельств таких извержений в нужное время, но это не доказывает, что их не было.

Последние ледниковые и межледниковые фазы

Оледенение Северного полушария во время последних ледниковых периодов. Установка ледяных щитов толщиной от 3 до 4 километров повлекла за собой понижение уровня моря примерно на 120 м.

Текущий геологический период, четвертичный, который начался около 2,6 миллиона лет назад и продолжается до настоящего времени, отмечен теплыми и эпизодами холода, фазы холода, называемые ледниковыми (четвертичным ледниковым периодом ), продолжающейся около 100000 лет, которые затем прерываются более теплыми межледниковыми периодами, которые длились около 10,000–15000 лет. лет. Последний эпизод похолодания последнего ледникового периода закончился около 10 000 лет назад. Земля в настоящее время находится в Межледниковоме четвертичного периода, который называется голоценом.

ледниковыми этапами в Северной Америке

Основными ледниковыми этапами нынешнего ледникового периода в Северной Америке иллинойский, Имиское и Висконсинское оледенение. Четвертичные геологи и геоморфологи прекратили использование ярусов Небраскана, Афтона, Канзана и Ярмута для подразделения ледникового периода в Северной Америке. Все эти этапы были объединены в доиллиноский в 1980-х.

Во время последнего оледенения части Северной Америки, во второй последнего ледникового максимума (26000–13300 лет назад) ледниковые щиты простирались до 45-й параллели северной широты. Толщина этих пластов составляла от 3 до 4 километров (от 1,9 до 2,5 миль).

Этапы прогляциального озера в районе нынешней Северной Америки Великие озера.

Это оледенение Висконсина оставило широкое распространение воздействует на ландшафт Северной Америки. Великие озера и Фингер были высечены в старых долинах, углубляющих лед. Большинство озер в Миннесоте и Висконсине были выдолблены ледниками и позже заполнены талыми ледниковыми водами. Старая дренажная система Тис была радикально изменена и реки реки степени преобразована в дренажную систему Огайо. Другие реки были перекрыты дамбами и отведены в новые каналы, такие как Ниагарский водопад, которые образовали драматический водопад и ущелье, когда поток воды натолкнулся на известняковый откос. Другой похожий водопад, расположенный в нынешнем Государственном парке резервации Кларка около Сиракуз, штат Нью-Йорк, сейчас высох.

Территория от Лонг-Айленда до Нантакет, Массачусетс была сформирована от ледникового периода до, и множество озер на канадской Щит на севере Канады можно почти полностью вызвать лед. По мере как ледал и каменная пыль высыхала, ветры разносили материал на миль, образуя слои лесса толщиной в несколько десятков футов в долине Миссури. Постледниковый отскок продолжает рассматривать форму Великих озер и других территорий, ранее находившихся под тяжестью ледяных щитов.

Бесплотный район, часть западного и юго-западного Висконсина вместе с частями соседних Миннесота, Айова и Иллинойс, не был покрыт ледниками.

Последний ледниковый период в полузасушливых Андах Аконкагуа и Тупунгато

Особо интересное изменение климата во время ледникового периода произошло в полузасушливых Андах. Помимо нынешнего похолодания по сравнению с нынешним климатом, здесь произошло значительное изменение количества осадков. Так, исследования в полузасушливом субтропическом массиве Аконкагуа (6962 м) показали неожиданно обширное ледниковое оледенение в типу «сети ледяных потоков». Связанные долинные ледники, длина которой превышала 100 км, стекали с восточной стороны этого участка Анд на 32–34 ° ю.ш. и 69–71 ° з.д. до высоты 2060 м и с западной стороны. еще явно глубже. Там, где современные ледники достигают 10 км в длину, снежная линия (ELA) проходит на высоте 4600 м и в то время понижена до 3200 м над уровнем моря, то есть около 1400 м. Из этого следует, что - помимо годового понижения около c. 8,4 ° C - здесь было увеличение осадков. Соответственно, в ледниковые времена влажный климатический пояс, сегодня расположен на несколько градусов южнее южной широты.

Эффекты оледенения

Скандинавия демонстрирует некоторые из типичных последствий оледенения ледникового периода, такие как фьорды и озера.

Хотя последний ледниковый период закончился более 8000 лет назад, его последствия все еще ощущаются сегодня. Например, движущийся лед прорезал ландшафта Канады (см. Канадский Арктический архипелаг ), Грен, северной Евразии и Антарктиды. неустойчивые валуны, тилл, друмлины, эскеры, фьорды, котловины, морены, цирки, рога и т. Д. - типичные черты, оставленные ледниками.

Вес ледяных щитов был настолько велик, что они деформировали земную кору и мантию. После таяния ледяных щитов покрытая льдом земля отскочила. Из-за высокой вязкости мантии Земли, поток мантийных пород, который контролирует процесс отскока, очень медленный - со скоростью около 1 см / год вблизи центра отскока. область сегодня.

Во время оледенения вода была взята из океанов, чтобы сформировать лед в высоких широтах, таким образом, глобальный уровень моря упал примерно на 110 метров, обнаженные континентальные шельфы и образовывая сухопутные мосты между массивами суши, по которым животные могли мигрировать.. Во время дегляциации талая ледяная вода вернулась в океаны, что привело к повышению уровня моря. В результате чего возникнут новые затопленные земли, новые земли, обрушившиеся ледяные плотины, что приведет к засолению озер, новые ледяные плотины, создающие обширные площади пресной воды и общее изменение погодных условий в большом, но временном масштабе. Это может даже вызвать временное регулирование. Этот тип хаотической структуры быстро меняющейся суши, льда, соленой и пресной воды был предложен в качестве вероятной модели для регионов Балтии и Скандинавии, а также большей части центральной части Северной Америки в конце последнего ледникового максимума, когда современные береговые линии были достигнуты только за последние несколько тысячелетий доисторической эпохи. Кроме того, влияние увеличилось на большую часть того, что сейчас представляет собой Северным морем, соединяя Британские острова континентальной Европой.

Перераспределение ледяной воды на поверхности Земля и поток мантийных вызывает изменения в гравитационном поле, а также изменения в распределении момента инерции Земли. Эти изменения момента инерции приводят к изменению угловой скорости, оси и колебаниям вращения Земли.

Вес перераспределенной поверхностной массы нагружал литосфера, заставлял ее изгибаться, а также вызывал напряжение внутри Земли. Наличие ледников в целом подавляло движение разломов ниже. Во время дегляциации разломы испытывают ускоренное скольжение, вызывающее землетрясения. Землетрясения, возникшие вблизи границы льда, в свою очередь, ускорить обледенение и могут быть причиной событий Генриха. Чем больше льда удаляется около границы льда, тем больше внутриплитных землетрясений индуцируется, и эта положительная обратная связь может вызвать быстрое обрушение ледяных щитов.

В Европе из-за ледниковой эрозии и изостатического опускания под тяжестью льда образовалось Балтийское море, которое до ледникового периода было полностью осушено Эриданом. Река.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Wikibook Историческая геология га На странице sa по теме: Ледниковые периоды
На Викискладе есть материалы по теме Ледниковые периоды.
Викиисточник содержит текст Справочник нового студента Работа статья о «Ледниковый период ".
Последняя правка сделана 2021-05-23 10:05:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте