Paleoclimatologie

Paleoclimatologia  este știința istoriei schimbărilor climatice ale Pământului .

Istoria științei

Reconstrucția paleoclimatică a lui Alfred Wegener pentru perioadele Permian și Carbonifer . Sunt prezentate glaciații (E), mlaștini (K - cărbune ) și deșerturi (S - sare , G - gips , W - gresii de deșert ), regiunile climatice aride sunt umbrite.

Primele încercări de interpretare paleoclimatică a resturilor organice fosile îi aparțin fizicianului și matematicianului englez R. Hooke , care a stabilit în 1686 că clima de pe Pământ a fost cândva mai caldă și a explicat acest fapt printr-o schimbare a poziției axei pământului. Impulsul dezvoltării paleoclimatologiei a fost descoperirea și studiul în Europa a urmelor glaciației cuaternare (unul dintre fondatorii teoriei glaciației a fost Peter Kropotkin ), care au devenit principalele obiecte de studiu ale paleoclimatologiei. Cu toate acestea, știința însăși datează doar din anii 80. al XIX-lea, când, împreună cu datele paleontologice, datele litologice au început să fie folosite ca indicatori ai climelor antice , care depind în mare măsură de factorii climatici și servesc ca indicatori climatici foarte valoroși: sare ( climă arid ), bauxită și minereu de leguminoase (alternând umed și climat cald uscat), turbă și cărbune , caolin (climă umed), calcar (climă cald), morene glaciare (climă rece). Au apărut monografii despre istoria climelor antice (om de știință francez E. Daquet, 1915; german - V. Koeppen și A. Wegener , 1924; american - C. Brooks, 1926; german - M. Schwarzbach, 1950), în care dezvoltarea a climei a fost pusă în funcție de orice factor. Astfel, Brooks a explicat schimbările climatice prin condiții paleogeografice, Koeppen și Wegener - prin mișcarea polilor și deriva continentelor etc.

Alfred Wegener a adus o mare contribuție la dezvoltarea sa ca domeniu separat de cunoaștere . Nu numai că a făcut multe pentru a crea reconstrucții paleoclimatice, dar le-a folosit și pentru a restabili locația continentelor și pentru a-și fundamenta teoria derivei continentale  - precursorul tectonicii moderne a plăcilor .

Știința a primit cea mai puternică dezvoltare la sfârșitul secolului al XX-lea și începutul secolului al XXI-lea în legătură cu severitatea tot mai mare a problemei schimbărilor climatice. Soluția sa, sau cel puțin o înțelegere a ceea ce se întâmplă, este imposibilă fără un studiu amănunțit al istoriei climatice a epocilor geologice trecute.

La sfârșitul secolului al XX-lea, au fost realizate proiecte internaționale și interdisciplinare de cercetare climatică de amploare . Printre acestea se numără forarea calotelor glaciare în Antarctica și Groenlanda ; forarea unor mari lacuri continentale cu o lungă istorie de sedimentare: Baikal , Issyk-Kul , Marea Caspică și altele. Drept urmare, s-a obținut o cantitate imensă de date noi despre istoria climei perioadelor cuaternar și terțiar , dar crearea unei teorii climatice care explică toate faptele este departe de a fi completă. Nu există unitate în comunitatea științifică pe problemele cele mai fundamentale.

Arsenalul paleoclimatologiei are o mare varietate de metode, dar tocmai această varietate duce adesea la rezultate contradictorii. Acest lucru a permis unui paleoclimatolog binecunoscut din cartea lui K.Yu. Eskov „Paleontologie uimitoare” pentru a caracteriza starea științei după cum urmează:

- Dragi colegi! Insist categoric că Pământul este rotund. (Ușor zgomot în sală.) De asemenea, insist că Pământul se rotește, iar axa lui de rotație este înclinată față de planul eclipticii. Din aceste trei circumstanțe, după cum ar trebui să știți din cursul de geografie din clasa a șasea, există un gradient de temperatură ecuatorial-polar, transport atmosferic spre vest și o schimbare a anotimpurilor. (Zgomotul din sală este înlocuit de liniște deplină.) Așadar, vă atrag atenția asupra faptului că în marea majoritate a reconstrucțiilor paleoclimatice prezentate aici, cel puțin una dintre aceste condiții inițiale este încălcată...

Metode

Paleoclimatologia folosește o varietate de metode indirecte pentru a studia istoria climatului. Studiul rocilor sedimentare poate dezvălui multe despre clima în care s-au format. În timpul glaciațiilor, morene , tillite și roci se formează cu bolovani transportați de ghețari. Când ghețarul se retrage, pe patul său expus încep uraganele , care transportă mase uriașe de nisip și praf depuse sub formă de loess . În climatul cald deșertic , se formează depozite de gresie și evaporită .

Metodele biogeografice se bazează pe relația dintre intervalele de organisme vii în funcție de climă. Multe specii de animale și plante pot trăi doar într-o gamă restrânsă de condiții climatice, iar zonele climatice pot fi reconstruite din zonele lor de distribuție.

Există și semne mineralogice ale climei. De exemplu, mineralul glauconit , care arată ca argila verde, se formează numai la temperaturi ale apei sub 15 °C și este adesea folosit ca o caracteristică în reconstrucțiile climatice.

Temperatura apelor din vechile bazine marine este estimată utilizând rapoartele cantitative ale izotopilor de oxigen 18 O și 16 O din calcitul cochiliilor nevertebratelor fosile ( belemnite , foraminifere ), precum și raporturile Ca : Mg și Ca : Sr . în sedimentele carbonatice și scheletele organismelor fosile. De asemenea, metoda paleomagnetică a căpătat o importanță semnificativă (vezi Paleomagnetism ), ceea ce face posibilă calcularea poziției latitudinilor antice folosind magnetizarea remanentă a unor roci vulcanice și sedimentare care conțin minerale feromagnetice ( magnetit , hematit , titanomagnetit ), dobândite sub influența câmpul magnetic al Pământului , care a existat în timpul formării acestor rase.

Când se studiază paleoclimatul arcticii, se folosește raportul dintre izotopii 18 O și 16 O din gheața interstițială și pană . Din raportul dintre izotopii de oxigen, se poate calcula temperatura sedimentelor care au format permafrostul, iar vârsta lor este adesea datată din resturi organice din gheață prin datare cu radiocarbon . [unu]

Pentru a obține informații mai cuprinzătoare despre climatele epocilor trecute, se utilizează modelarea matematică. Pentru a face acest lucru, modelul climatic global este inițializat folosind date obținute prin metode indirecte. În studiile paleoclimatice, se folosesc de obicei modele cu o rezoluție spațială scăzută, deoarece sunt calculate perioade de timp relativ mari, iar la rezoluții mari acest lucru ar dura o perioadă semnificativă de timp.

Bazele

Ca urmare a unui studiu cuprinzător al depozitelor geologice , oamenii de știință întocmesc reconstrucții paleoclimatice: hărți speciale care afișează zone climatice la un anumit moment al timpului geologic . O astfel de hartă poate fi o sursă de informații noi. După cum am menționat mai sus, Alfred Wegener le-a folosit pentru a determina poziția continentelor . De asemenea, prin generalizarea datelor pe întregul Pământ , se poate face o idee despre clima globală a Pământului la un anumit moment al timpului geologic.

Studiile paleoclimatologice arată că clima de pe Pământ este indisolubil legată de istoria locuitorilor săi vii, de factori cosmici , cum ar fi: modificări ale orbitei pământului , căderi de meteoriți mari ; evenimente geologice , cum ar fi erupții mari , epoci de construcție a munților și mișcări ale continentelor. În același timp, majoritatea acestor factori acționează împreună și se influențează simultan și reciproc. Prin urmare, în majoritatea cazurilor, după stabilirea schimbărilor climatice, nu este posibilă asocierea fără ambiguitate a acesteia cu un singur factor, iar evenimentul este explicat printr-un complex de factori.

Recent, ipotezele care consideră schimbările climatice ca urmare a interacțiunii biosferei cu atmosfera și alte învelișuri ale pământului au câștigat o mare popularitate . În acest caz, un rol important este atribuit gazelor cu efect de seră . Unul dintre mecanismele unei astfel de interacțiuni este acela că dezvoltarea rapidă a vieții epuizează atmosfera de dioxid de carbon și metan , drept urmare efectul de seră este slăbit și răcirea se instalează pe planetă, chiar până la apariția gheții . Varsta . Datele geologice moderne arată că niciuna dintre numeroasele ipoteze nu poate elucida pe deplin cauzele schimbărilor climatice din trecut.

Semnificația paleoclimatologiei constă în faptul că, prin studierea istoriei dezvoltării climatice a Pământului, ne extinde înțelegerea proceselor de intemperii și sedimentare care au avut loc în trecut și formarea zăcămintelor minerale asociate , arată că condiții pentru existența florei și faunei în epocile geologice trecute și face posibilă prezicerea schimbărilor climatice în viitor.

Istoria climei

Cunoștințele despre evenimentele climatice precise sunt în scădere pe măsură ce înregistrările se estompează în trecut, dar se presupune că unele evenimente climatice semnificative sunt cunoscute:

Istoria atmosferei Pământului

Atmosfera timpurie

Prima atmosfera a fost formata din gaze din nebuloasa solara , predominant hidrogen . De asemenea, probabil a inclus hidruri simple găsite pe giganți gazosi precum Jupiter și Saturn , în special vapori de apă , metan și amoniac . Pe măsură ce nebuloasa solară s-a disipat, gazele au fost transportate, parțial de vântul solar . [2]

A doua atmosferă

Următoarea atmosferă, care conținea în principal azot , dioxid de carbon și gaze inerte , a fost aruncată din cauza evenimentelor vulcanice, încălzite de bombardamentul puternic al Pământului târziu de către asteroizi uriași [2] . Cea mai mare parte a dioxidului de carbon s-a dizolvat curând în apă și a format depozite de carbonat.

Descoperirile zăcămintelor de apă datează de acum 3,8 miliarde de ani. [3] În urmă cu aproximativ 3,4 miliarde de ani, azotul a fost componenta principală a „a doua atmosferă” stabilă de mai târziu. Produsele de deșeuri își vor avea în curând impactul asupra atmosferei, deoarece descoperirile formelor timpurii de viață sunt marcate acum 3,5 miliarde de ani. [4] Faptul că luminozitatea solară a fost cu 30% mai mică decât cea observată astăzi este etichetat drept paradoxul slab al Soarelui tânăr.

Înregistrările geologice, totuși, arată temperaturi de suprafață relativ calde la acea vreme, cu excepția unei faze glaciare de aproximativ 2,4 miliarde de ani în urmă. În Archeanul târziu , a început să se formeze o atmosferă care conținea oxigen, aparent datorită cianobacteriilor fotosintetice (vezi catastrofa oxigenului ), care au fost găsite sub formă de fosile de stromatolit în urmă cu 2,7 miliarde de ani . Raportul izotop al carbonului la acel moment corespundea în mare măsură cu cel actual, ceea ce sugerează că principalele caracteristici ale ciclului carbonului au fost stabilite acum 4 miliarde de ani.

A treia atmosferă

Reformarea constantă a continentelor de către forțele tectonice are un impact pe termen lung asupra evoluției atmosferei prin mișcarea dioxidului de carbon în și din marile depozite continentale. Oxigenul liber nu a existat în atmosferă până acum 2,4 miliarde de ani. până când a lovit catastrofa oxigenului. Sfârșitul transformărilor de fier cu bandă indică apariția oxigenului . Până în acest moment, tot oxigenul fotosintetic a fost irosit la oxidarea materialelor reducătoare, în special a fierului. Oxigenul liber nu s-a acumulat în atmosferă până când disponibilitatea materialelor reducătoare a scăzut și viteza de producere a acestuia a început să depășească viteza reacțiilor oxidative . Ulterior, s-a făcut o tranziție de la o atmosferă reducătoare la una oxidantă. Conținutul de oxigen liber a fluctuat semnificativ până la sfârșitul Precambrianului [5] , abia atunci a ajuns la o stare de echilibru de peste 15%. Următoarea etapă de dezvoltare a fost Phanerosa , în timpul căreia au început să apară organismele vii multicelulare care respirau oxigen.

Cantitatea de oxigen din atmosferă a fluctuat în ultimii 600 de milioane de ani, atingând un vârf de 35% [6] în timpul Carboniferului , cu mult peste 21% actual. Schimbările din atmosferă sunt reglementate de două procese principale: plantele folosesc dioxid de carbon, eliberând oxigen și provocând descompunerea piritei ; în timp ce erupțiile vulcanice eliberează sulf , care oxidează și reduce cantitatea de oxigen. Cu toate acestea, erupțiile vulcanice eliberează și dioxid de carbon, pe care plantele îl pot transforma în oxigen . Motivul exact al modificării cantității de oxigen din atmosferă este necunoscut. Perioadele cu conținut crescut de oxigen sunt asociate cu dezvoltarea rapidă a animalelor. Atmosfera de astăzi conține 21% oxigen, ceea ce este suficient pentru ca această dezvoltare să continue. [7]

Cauzele schimbărilor climatice

Schimbările climatice sunt cauzate de diverși factori: modificări ale atmosferei pământului , procese care au loc în alte părți ale Pământului, cum ar fi oceanele , ghețarii , precum și efectele asociate activităților umane. Procesele externe care modelează clima sunt modificările radiației solare și ale orbita Pământului .

Vremea  este starea zilnică a atmosferei și este un sistem dinamic haotic neliniar. Clima  este o stare medie a vremii și, dimpotrivă, este stabilă și previzibilă. Clima include indicatori precum temperatura medie, precipitațiile, numărul de zile însorite și alte variabile care pot fi măsurate în orice loc anume. Cu toate acestea, există și procese pe Pământ care pot afecta clima.

Glaciații

Ghețarii sunt recunoscuți ca fiind unul dintre cei mai sensibili indicatori ai schimbărilor climatice. Ele cresc semnificativ în dimensiune în timpul răcirii climatice (așa-numitele „mici epoci de gheață”) și scad în timpul încălzirii climatice. Ghetarii cresc si se topesc datorita schimbarilor naturale si sub influenta influentelor externe. În ultimul secol, ghețarii nu au reușit să regenereze suficientă gheață în timpul iernilor pentru a înlocui pierderea de gheață în lunile de vară. Cele mai semnificative procese climatice din ultimele câteva milioane de ani sunt ciclurile glaciare și interglaciare ale erei glaciare actuale , determinate de schimbările pe orbita Pământului . Schimbările în starea gheții continentale și fluctuațiile nivelului mării pe o rază de 130 de metri sunt în majoritatea regiunilor consecințele cheie ale schimbărilor climatice.

Variabilitatea oceanelor

La o scară decenală, schimbările climatice pot fi rezultatul interacțiunilor dintre atmosferă și oceanele lumii . Multe fluctuații ale climei, inclusiv cea mai faimoasă Oscilație Sudică El Niño, precum și Oscilațiile Atlanticului de Nord și Arctic , se datorează în parte capacității oceanelor lumii de a stoca energie termică și de a transfera această energie în diferite părți ale oceanului. La o scară mai lungă, circulația termohalină are loc în oceane, care joacă un rol cheie în redistribuirea căldurii și poate influența semnificativ clima.

Memoria climatică

Într-un aspect mai general, variabilitatea sistemului climatic este o formă de histerezis , adică înseamnă că starea actuală a climei nu este doar o consecință a influenței anumitor factori, ci și întreaga istorie a stării sale. . De exemplu, timp de zece ani de secetă, lacurile se usucă parțial, plantele mor, iar zona deșerților crește. Aceste condiții provoacă, la rândul lor, precipitații mai puțin abundente în anii de după secetă. Acea. Schimbările climatice sunt un proces de autoreglare, deoarece mediul reacționează într-un anumit mod la influențele externe și, în schimbare, este el însuși capabil să influențeze clima.

Gaze cu efect de seră

Studii recente arată că gazele cu efect de seră sunt principala cauză a încălzirii globale . Gazele cu efect de seră sunt, de asemenea, importante pentru înțelegerea istoriei climatice a Pământului. Potrivit cercetărilor, efectul de seră , rezultat din încălzirea atmosferei prin energia termică reținută de gazele cu efect de seră, este un proces cheie care reglează temperatura Pământului.

În ultimii 600 de milioane de ani, concentrația de dioxid de carbon în atmosferă a variat de la 200 la mai mult de 5000 ppm datorită influenței proceselor geologice și biologice. Cu toate acestea, în 1999, Weiser și colab. au arătat că în ultimele zeci de milioane de ani nu există o corelație puternică între concentrațiile de gaze cu efect de seră și schimbările climatice și că mișcarea tectonică a plăcilor litosferice joacă un rol mai important . Mai recent, Royer și colab. au folosit corelația CO2-climă pentru a obține o valoare a „sensibilității climatice”. Există mai multe exemple de schimbări rapide ale concentrației de gaze cu efect de seră în atmosfera Pământului, care sunt strâns corelate cu încălzirea puternică, inclusiv maximul termic Paleocen  - Eocen , dispariția speciilor Permian- Triasic și sfârșitul „Pământului” varangian. bulgăre de zăpadă” (eveniment pământ bulgăre de zăpadă).

Conform datelor Panelului Interstatal pentru Schimbări Climatice (IPCC) din 2007, concentrația de CO2 în atmosferă în 2005 era de 379 ppm, în perioada preindustrială era de 280 ppm.

Tectonica plăcilor

Pe perioade lungi de timp, mișcările tectonice ale plăcilor mișcă continente, formează oceane, creează și distrug lanțuri muntoase, adică creează o suprafață pe care există un climat. Studii recente arată că mișcările tectonice au exacerbat condițiile ultimei epoci glaciare: în urmă cu aproximativ 3 milioane de ani, plăcile nord -americane și sud-americane s-au ciocnit, formând Istmul Panama și blocând amestecul direct al apelor Oceanului Atlantic și Pacific .

Radiația solară

Soarele este principala sursă de căldură în sistemul climatic. Energia solară, transformată în căldură pe suprafața Pământului, este o componentă integrală care formează clima Pământului. Dacă luăm în considerare o perioadă lungă de timp, atunci în acest cadru Soarele devine mai strălucitor și eliberează mai multă energie, pe măsură ce se dezvoltă conform secvenței principale. Această dezvoltare lentă afectează și atmosfera pământului. Se crede că în primele etape ale istoriei Pământului, Soarele era prea rece pentru ca apa de la suprafața Pământului să fie lichidă, ceea ce a dus la așa-numitul. „Paradoxul unui soare tânăr slab”.

La intervale de timp mai scurte, se observă și modificări ale activității solare: un ciclu solar de 11 ani și modulații mai lungi. Cu toate acestea, ciclul de 11 ani de apariție și dispariție a petelor solare nu este urmărit în mod explicit în datele climatologice. Modificările activității solare sunt considerate un factor important în debutul Micii Epoci de Gheață, precum și o parte din încălzirea observată între 1900 și 1950. Natura ciclică a activității solare nu este încă pe deplin înțeleasă; diferă de acele schimbări lente care însoțesc dezvoltarea și îmbătrânirea Soarelui.

Modificări ale orbitei și ale axei

În ceea ce privește impactul lor asupra climei, schimbările în excentricitatea orbitei Pământului, precum și nutația și precesia axei, sunt similare cu fluctuațiile activității solare, deoarece micile abateri ale poziției orbitei și a axei duc la o redistribuire. a radiației solare de pe suprafața Pământului. Astfel de modificări ale poziției orbitei și a axei se numesc cicluri Milankovitch , ele sunt previzibile cu mare precizie, deoarece sunt rezultatul interacțiunii fizice a Pământului, satelitul său al Lunii și a altor planete. Schimbările de orbită și axă sunt considerate a fi principalele cauze ale alternanței ciclurilor glaciare și interglaciare din ultima ere glaciară. Rezultatul precesiunii și nutației axei pământului și al modificărilor excentricității orbitei sunt modificări mai mici, cum ar fi creșterea și scăderea periodică a zonei deșertului Sahara .

Vulcanism

O erupție vulcanică puternică poate afecta clima, provocând o vrajă de răcire care durează câțiva ani. De exemplu, erupția Muntelui Pinatubo din 1991 a afectat semnificativ clima. Erupțiile gigantice care formează cele mai mari provincii magmatice au loc doar de câteva ori la fiecare sută de milioane de ani, dar afectează clima timp de milioane de ani și provoacă dispariția speciilor. La început, oamenii de știință credeau că praful vulcanic emis în atmosferă a fost cauza răcirii, deoarece împiedica radiația solară să ajungă la suprafața Pământului. Cu toate acestea, măsurătorile arată că cea mai mare parte a prafului se depune pe suprafața Pământului în decurs de șase luni.

Vulcanii fac, de asemenea, parte din ciclul geochimic al carbonului. De-a lungul multor perioade geologice, dioxidul de carbon a fost eliberat din interiorul Pământului în atmosferă, neutralizând astfel cantitatea de CO2 îndepărtată din atmosferă și legată de roci sedimentare și alte absorbante geologice de CO2. Cu toate acestea, această contribuție nu este comparabilă ca magnitudine cu emisia antropică de monoxid de carbon, care, conform US Geological Survey , este de 130 de ori mai mare decât cantitatea de CO2 emisă de vulcani.

Impactul antropic asupra schimbărilor climatice

Factorii antropogeni includ activitățile umane care modifică mediul și afectează clima. În unele cazuri relația cauzală este directă și lipsită de ambiguitate, cum ar fi efectul irigației asupra temperaturii și umidității, în alte cazuri relația este mai puțin clară. De-a lungul anilor au fost discutate diverse ipoteze ale influenței umane asupra climei. La sfârșitul secolului al XIX-lea, în vestul Statelor Unite și în Australia , de exemplu, teoria „ploaia urmează plugul” era populară. Principalele probleme de astăzi sunt concentrația tot mai mare de CO2 în atmosferă din cauza arderii combustibilului și defrișărilor, aerosolii din atmosferă care afectează răcirea acesteia și industria cimentului. Alți factori, cum ar fi utilizarea terenurilor, epuizarea stratului de ozon, creșterea animalelor și defrișările afectează, de asemenea, clima.

Arderea combustibilului

Începând să crească în timpul revoluției industriale din anii 1850 și accelerând treptat, consumul uman de combustibil a făcut ca concentrația de CO2 în atmosferă să crească de la ~280 ppm la 380 ppm. Odată cu această creștere, concentrația proiectată la sfârșitul secolului XXI va fi mai mare de 560 ppm. Nivelurile de CO2 din atmosferă sunt acum cunoscute a fi mai ridicate decât oricând în ultimii 750.000 de ani. Împreună cu creșterea concentrațiilor de metan, aceste schimbări prefigurează o creștere a temperaturii de 1,4-5,6°C între 1990 și 2100.

Aerosoli

Se crede că aerosolii antropici , în special sulfații emiși atunci când combustibilul este ars, contribuie la răcirea atmosferei. Se crede că această proprietate este motivul „podisului” relativ de pe diagrama temperaturii de la mijlocul secolului al XX-lea.

Industria cimentului

Producția de ciment este o sursă intensivă de emisii de CO2. Dioxidul de carbon se formează atunci când carbonatul de calciu (CaCO3) este încălzit pentru a produce oxidul de calciu (CaO sau var nestins), ingredientul de ciment. Producția de ciment este responsabilă pentru aproximativ 2,5% din emisiile de CO2 din procesele industriale (sectoarele energetice și industriale).

Utilizarea terenului

Utilizarea terenurilor are un impact semnificativ asupra climei. Irigațiile, defrișările și agricultura schimbă fundamental mediul. De exemplu, într-o zonă irigată, echilibrul apei se modifică. Utilizarea terenului poate modifica albedo-ul unei anumite zone, deoarece modifică proprietățile suprafeței subiacente și, prin urmare, cantitatea de radiație solară absorbită. De exemplu, există motive să credem că clima Greciei și a altor țări mediteraneene s-a schimbat din cauza defrișărilor extinse între anii 700 î.Hr. și 700 î.Hr. e. iar începutul lui n. e. (lemnul a fost folosit pentru construcții, construcții navale și ca combustibil), devenind mai fierbinți și mai uscati, iar tipurile de arbori care erau folosiți în construcțiile navale nu mai cresc în această zonă. Potrivit unui studiu din 2007 al Jet Propulsion Laboratory , temperatura medie în California a crescut cu 2 °C în ultimii 50 de ani, iar în orașe această creștere este mult mai mare. Aceasta este în principal o consecință a schimbărilor antropice în peisaj.  

Creșterea vitelor

Creșterea animalelor este responsabilă pentru 18% din emisiile de gaze cu efect de seră la nivel mondial, conform raportului ONU din 2006 privind umbra lungă a animalelor. Aceasta include schimbări în utilizarea terenurilor, adică defrișarea pădurilor pentru pășuni. În pădurea tropicală amazoniană, 70% din defrișări sunt destinate pășunilor, care a fost principalul motiv pentru care Organizația pentru Alimentație și Agricultură (FAO) în raportul său agricol din 2006 a inclus utilizarea terenurilor sub influența păstoritului. Pe lângă emisiile de CO2, creșterea animalelor este responsabilă pentru 65% din oxidul nitric și 37% din emisiile de metan de origine antropică.

Interacțiunea factorilor

Impactul asupra climei al tuturor factorilor, atât naturali, cât și antropici, este exprimat printr-o singură valoare - încălzirea radiativă a atmosferei în W/m². Erupțiile vulcanice, glaciația, deriva continentală și deplasarea polilor Pământului sunt procese naturale puternice care afectează clima Pământului. Pe o scară de câțiva ani, vulcanii pot juca un rol major. Ca urmare a erupției din 1991 a vulcanului Penatubo din Filipine, atât de multă cenușă a fost aruncată la o înălțime de 35 km încât nivelul mediu al radiației solare a scăzut cu 2,5 W/m². Cu toate acestea, aceste schimbări nu sunt pe termen lung, particulele se stabilesc relativ repede. La o scară de mileniu, procesul de determinare a climei va fi probabil mișcarea lentă de la o epocă glaciară la alta.

La o scară de mai multe secole pentru 2005 comparativ cu 1750, există o combinație de factori multidirecționali, fiecare dintre care este mult mai slab decât rezultatul creșterii concentrațiilor de gaze cu efect de seră în atmosferă, estimată ca o încălzire de 2,4-3,0 W/ m². Influența umană este mai mică de 1% din balanța totală a radiațiilor, iar creșterea antropică a efectului de seră natural este de aproximativ 2%, de la 33 la 33,7 °C. Astfel, temperatura medie a aerului de la suprafața Pământului a crescut din epoca preindustrială (din aproximativ 1750) cu 0,7 °C.

Mikulin interglaciar

De mare importanță în prezicerea consecințelor posibile ale fluctuațiilor climatice moderne este restabilirea condițiilor naturale ale interglaciarului precedent  - Mikulinsky - care a avut loc după terminarea glaciației Rissky (Nipru). În epocile cele mai calde ale interglaciarului Mikulin, temperatura a fost cu câteva grade mai mare decât cea actuală (stabilită din datele analizelor izotopice ale rămășițelor de microorganisme și incluziunilor de gaze din ghețarii de foiță din Antarctica și Groenlanda), limitele zonelor naturale. au fost deplasate spre nord cu câteva sute de kilometri în comparație cu cele moderne. În timpul reconstrucției perioadelor mai calde ale interglaciarului modern - așa-numitul optim climatic al holocenului , care a avut loc cu 6 până la 5 mii de ani în urmă, s-au stabilit următoarele. Temperatura medie anuală a fost cu 2-3 grade mai mare decât în ​​prezent, iar granițele zonelor naturale erau, de asemenea, situate la nord de cele moderne (planul lor general de distribuție geografică a coincis aproximativ cu interglaciarul Mikulin). Din datele disponibile despre paleogeografie, este logic să presupunem că odată cu o creștere suplimentară a temperaturilor, învelișul geografic se va transforma într-un mod similar. Acest lucru contrazice ipotezele despre răcirea nordului Europei și Americii de Nord și deplasarea zonelor naturale din aceste regiuni către sud de la poziția lor actuală.

Likhvin interglaciar

Chiar mai cald decât Mikulinskoe (și, în general, cel mai cald din Pleistocen ), a fost interglaciarul Likhvin . Datat cu aproximativ 350-300 de mii de ani î.Hr. e. Clima la acea vreme era mult mai caldă decât cea de astăzi. Conform reconstrucției făcute din polen de plante fosile, pădurile de molid și pin-mesteacăn erau comune în cursurile inferioare ale Pechora , stejarul , ulmul , teiul creșteau în cursul superior al Pechorei, pe interfluviul Dvinei de Nord și Pinega și în bazinul Vychegda și carpenul în bazinul  Sukhona . La latitudinea Moscovei, carpenul și bradul erau fitocenozele dominante; au fost găsite și nucul , fagul , castanul și chiar plante iubitoare de căldură precum lapina și cibisul . Tundra de pe continent și taiga în forma sa modernă au lipsit. [opt]

Vezi și

Note

  1. ↑ Trevor J. Porter, Thomas Opel. Progrese recente în studiile paleoclimatologice ale înregistrărilor izotopilor de apă stabilă cu pană și gheață arctică  (engleză)  // Permafrost și procese periglaciare. - 2020. - Vol. 31 , iss. 3 . - P. 429-441 . — ISSN 1099-1530 . - doi : 10.1002/ppp.2052 . Arhivat 9 mai 2020.
  2. ↑ 1 2 Zahnle, K.; Schaefer, L.; Fegley, B. (2010). „Primele atmosfere ale Pământului” . Cold Spring Harbour Perspective în biologie . 2 (10): a004895. doi : 10.1101/cshperspect.a004895 . PMC2944365  . _ PMID20573713  . _
  3. ↑ B. Windley: Continentele în evoluție. Wiley Press, New York, 1984
  4. ↑ J. Schopf: Cea mai timpurie biosferă a Pământului: Originea și evoluția sa. Princeton University Press, Princeton, NJ, 1983
  5. ↑ Christopher R. Scotese, Back to Earth History: Summary Chart for the Precambrian Arhivat la 14 mai 2021 la Wayback Machine , Proiectul Paleomar
  6. ↑ Beerling, David. Planeta smarald: cum au schimbat plantele istoria Pământului . - Oxford University Press, 2007. - P.  47 . — ISBN 9780192806024 .
  7. ↑ Peter Ward: [1] Arhivat pe 2 iulie 2014 la Wayback Machine Out of Thin Air: Dinosauri, Birds, and Earth's Ancient Atmosphere
  8. ↑ Pisareva V.V. Reconstrucția paleopeisajelor interglaciare Likhvin și răcirea ulterioară în Europa de Est // Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seria geografică. 2012;(3):54-70. DOI:10.15356/0373-2444-2012-3-54-70

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
 științele pământului
 Secțiuni de geografie fizică

Bloc hidrometeorologic :

Aplicatii:

 Geologie
teoretic
Dinamic
istoric
Aplicat
Alte
Categoria Geologie