Nagłe zmiany klimatu – Dowody Naukowe

Jakie mamy naukowe dowody na to, że nagła zmiana klimatu miała miejsce już wcześniej?

Lamont – Doherty Earth Observatory

Jakie mamy naukowe dowody na to, że nagła zmiana klimatu miała miejsce już wcześniej?

pusty

2: Jakie mamy naukowe dowody na to, że nagła zmiana klimatu miała miejsce już wcześniej?Dowody na nagłe zmiany klimatyczne pochodzą z różnych źródeł (osady lodowcowe, tropikalne i polarne czapy lodowe, pyłki, osady jeziorne i morskie, słoje drzew, koralowce, nacieki naciekowe itp.). Pewność identyfikacji takich zmian wzrasta, gdy więcej niż jedno źródło danych iw więcej niż jednym regionie rejestruje zdarzenie. Od szczytu ostatniej epoki lodowcowej można łatwo zidentyfikować wiele nagłych zmian, ale rozważmy dwa przykłady o bardzo różnych przyczynach i konsekwencjach.       1. Młodszy DryasCzym jest młodszy dryas?


Dryas octopetala
Wydarzenie, które miało miejsce około 12 800 lat wcześniej (BP), określane jako młodszy dryas (YD), jest kanonicznym przykładem nagłej zmiany klimatu. Najlepiej widać to w rdzeniach lodowych Grenlandii, chociaż miało to bardzo wyraźne konsekwencje w Europie, Ameryce Północnej i Nowej Zelandii. YD jest nieocenionym studium przypadku: miało miejsce na tyle niedawno, że jego zapisy są dobrze zachowane i wydaje się, że pozostawił ślady na całym świecie.Spójrzmy na temperaturę Grenlandii przez ostatnie 18 000 lat:Młodsze Dryasy widoczne w rdzeniu lodowym GISP2Rysunek 1: Wydarzenie młodszego dryasu jako przykład nagłej zmiany klimatu. Źródło: Nagła zmiana klimatu; Nieuniknione niespodziankiOkoło 15 000 lat temu Ziemia zaczęła się gwałtownie ocieplać po około 100 000 latach „epoki lodowcowej”; jest to znane jako zakończenie lodowcowe. W rezultacie duże pokrywy lodowe, które pokryły znaczną część Ameryki Północnej i Europy, zaczęły topnieć. Optimum klimatyczne znane jako „Bölling-Allerød” zostało osiągnięte wkrótce potem, około 14 700 lat wcześniej. Jednakże, począwszy od około 12 800 lat temu, Ziemia bardzo szybko powróciła do warunków bliskich lodowcowi (tj. zimnych, suchych i wietrznych) i pozostała tam przez około 1200 lat: okres ten znany jest jako młodszy dryas (YD), ponieważ jest najbardziej niedawny interwał, w którym znaleziono w Skandynawii roślinę charakterystyczną dla zimnego klimatu, Dryas Octopetala .Najbardziej spektakularnym aspektem YD jest to, że zakończył się on niezwykle nagle (około 11 600 lat temu) i chociaż nie można dokładnie określić daty, szacuje się, że na podstawie corocznie pasmowego rdzenia lodowego Grenlandii średnia roczna temperatura wzrosła o ok. aż o 10°C w ciągu 10 lat.

Dlaczego istniał młodszy dryas?Jest to drażliwy temat, który jest obecnie przedmiotem wielu badań. Jednym z wyjaśnień jest wyłączenie krążenia termohalinowego (THC), wywołane katastrofalnym zrzutem słodkiej wody z jeziora Agassiz (ryc. 2). Konsekwencją jest szybkie ograniczenie transportu ciepła przez oceany na północ, co prowadzi do gwałtownego ochłodzenia Europy Północnej i Ameryki Północnej. Dlatego tak wiele uwagi poświęca się zachowaniu cyrkulacji oceanu północnoatlantyckiego: nie tylko przez naukowców, ale także hollywoodzkich scenarzystów. Należy jednak pamiętać, że świat szklarni, który tworzymy poprzez spalanie paliw kopalnych, może wcale nie zachowywać się jak Ziemia sprzed 12 800 lat, więc ten scenariusz może nie mieć znaczenia dla przyszłych zmian klimatu.Jezioro AgassiRysunek 2: (po lewej) Zarys jeziora Agassiz tuż przed katastrofalną powodzią. W tym czasie jej ujście znajdowało się na południu do dorzecza Mississippi. (Po prawej) Zarys po otwarciu wylotu w kierunku wschodnim. Objętość 9500 kilometrów sześciennych wody została nagle uwolniona do północnego Atlantyku przez Dolinę Świętego Wawrzyńca (Leverington et al. 2000). (Źródło: Broecker, 2003 )Problemem związanym z tą hipotezą jest synchronizacja impulsów wody roztopionej, które miały spowodować wyłączenie THC: stwierdzono, że drugi impuls wody roztopionej, choć nieco mniejszy niż pierwszy, wystąpił pod koniec YD (Fairbanks , 1989 ) . : dlaczego nie wywołało to również podobnego łańcucha konsekwencji w systemie klimatycznym?Alternatywne wyjaśnienie ( Clement i in., 2001 ) odwołuje się do nagłego ustania Oscylacji Południowej El Nino w odpowiedzi na zmiany parametrów orbity Ziemi, chociaż pozostaje do wyjaśnienia, w jaki sposób taka zmiana wpłynęłaby na regiony oddalone od tropików .Odpowiednie zalety obu hipotez zostały przedstawione przez Broeckera (2003) . Kwestia ta jest daleka od rozstrzygnięcia i jest aktywnie badana w Lamont i gdzie indziej.Czy były jeszcze jakieś imprezy tego typu?Istnieje wiele innych przykładów nagłych zmian klimatu w ciągu ostatnich 50 000 lat, które noszą raczej tajemnicze nazwy wydarzeń Heinrich i Dansgaard/Oeschger. Poniższy rysunek (rysunek 2) pokazuje, gdzie zarejestrowano zdarzenia Dansgaard/Oeschger (DO). Więcej szczegółów na ich temat znajduje się pod tym linkiem .miejsca zmiany klimatuRysunek 3: Lokalizacje głównych zapisów gwałtownych zmian klimatu w ciągu ostatnich 40 000 lat. Wstawiona krzywa jest przybliżeniem temperatury opadów śniegu nad Grenlandią. (Źródło: Wallace Broecker)Z tego wstawionego panelu jasno wynika, że ​​YD było bardzo silnym wydarzeniem, ale jest również oczywiste, że było to tylko najnowsze z serii dużych i nagłych wahań klimatu, które występowały wielokrotnie w ostatniej epoce lodowcowej i zostały zarejestrowane w wielu miejscach na całym świecie, o czym świadczy liczba czerwonych kropek na zdjęciu.Chociaż mają one duże znaczenie teoretyczne, wszystkie te oscylacje (w tym YD) miały miejsce w czasie, gdy części kontynentów półkuli północnej były pokryte pokrywami lodowymi, a oceany subpolarne były zimą pokryte lodem morskim. To sprawia, że ​​takie przypadki są mniej istotne dla zrozumienia, co może się stać z naszym światem szklarniowym w wyniku działalności człowieka. Lepszym analogiem byłoby maksimum termiczne z późnego paleocenu (około 55 milionów lat temu, kiedy Ziemia była bardzo ciepła), ale informacje o tym okresie są frustrująco skąpe, ponieważ jest on tak odległy w czasie. Przejdźmy zatem do innego, nowszego i społecznie dramatycznego przykładu:       2. Upadek Akadyjczyków (Mezopotamia, 4200 rok kalendarzowy BP)Pod rządami Sargona z Akadu pierwsze imperium powstało między około 4300 a 4200 lat kalendarzowych przed teraźniejszością (BP). na szerokiej, płaskiej równinie aluwialnej między rzekami Tygrys i Eufrat ( Weiss i in., 1993 ). Akadyjska imperializacja regionu połączyła produktywne, ale odległe, zasilane deszczem ziemie rolne północnej Mezopotamii z irygacyjnymi obszarami rolniczymi miast południowej Mezopotamii. Jednak po około stu latach dobrobytu imperium akadyjskie upadło nagle w 4170 ± 150 roku kalendarzowym BP ( Weiss i in., 1993 ; Postgate, 1992 ). Dowody archeologiczne dokumentują powszechne porzucanie rolniczych równin północnej Mezopotamii ( Weiss i in., 1993) i dramatyczny napływ uchodźców do południowej Mezopotamii, gdzie liczba ludności wzrosła ( Weiss i in., 1993 , Weiss, 2000). Mur o długości 180 km, „Odstraszacz Amorytów”, został zbudowany w poprzek środkowej Mezopotamii, aby powstrzymać koczownicze najazdy na południe. Przesiedlenie północnych równin przez mniejsze, osiadłe populacje nastąpiło około 3900 roku kalendarzowego BP, około 300 lat po upadku. Poziom stratygraficzny reprezentujący upadek Tell Leilan w północno-wschodniej Syrii jest przykryty metrowej grubości nagromadzeniem drobnych osadów naniesionych przez wiatr, co sugeruje nagłą zmianę warunków na bardziej suche. Społeczny upadek najwyraźniej nastąpił pomimo archeologicznych dowodów na to, że Akadyjczycy wdrożyli technologie przechowywania zboża i regulacji wody, aby chronić się przed dużymi międzyrocznymi wahaniami opadów, które charakteryzują ten region (Weiss i in., 1993 ) .Niedawno zaproponowano ( Cullen et al. 2000 ), że upadek tej złożonej cywilizacji jest spowodowany przedłużającym się okresem suszy, rozpoczynającym się od 4025 ±150 lat). Dowody paleoklimatyczne przedstawiono na rycinie 4.jałowośćRysunek 4: Późnoholoceński zapis suchości Mezopotamii, zrekonstruowany na podstawie ilości składników osadów przenoszonych przez wiatr w rdzeniu głębinowym wydobytym z Zatoki Omańskiej. Zacieniony szary obszar podkreśla okresowy wzrost osadów nawiewanych przez wiatr w rdzeniu, datowanych metodami radiowęglowymi. Biorąc pod uwagę, że tak duża ilość pyłu ziemskiego została podniesiona z Mezopotamii i przetransportowana do morza, można wywnioskować, że susza trwała około 300 lat. (Źródło: deMenocal, 2001)Podobieństwo geochemiczne odłamków tefry wulkanicznej znalezionych w Tell Leilan i rdzeniu osadów głębinowych dostarczyło dalszych dowodów na to, że upadek akadyjski i zdarzenia związane ze zmianą klimatu były synchroniczne ( Cullen i in., 2000 ). Na zwiększoną regionalną suszę wskazuje również zwiększona depozycja kwarcu nawiewanego przez wiatr w pobliskim jeziorze Van w górnym biegu rzeki Tygrys ( Lemcke i Sturm, 1997 ) oraz zapisy paleoklimatyczne z Lewantu ( Bar-Matthews i in., 1997 ). Połączone dowody archeologiczne i paleoklimatyczne silnie sugerują, że nagła zmiana klimatu jest kluczowym czynnikiem prowadzącym do upadku tego wysoce złożonego społeczeństwa.Początek nagłego wysuszenia w Mezopotamii około 4100 roku kalendarzowego BP zbiegł się z powszechnym ochłodzeniem Północnego Atlantyku ( Bond i in., 1997 ; deMenocal i in., 2000 ).
Podczas tego zdarzenia, określanego mianem zdarzenia holoceńskiego 3 (ryc. 5 poniżej), subpolarne i subtropikalne wody powierzchniowe Atlantyku ochłodziły się o 1° do 2°C.Chłodzenie NARyc. 5: Susza z 4100 roku przedstawia kontekst ostatnich 20 000 lat.Panel A przedstawia przybliżoną temperaturę opadów nad Grenlandią. Panel B pokazuje frakcję ziaren litu na gram w północnym północnym Atlantyku, co jest interpretowane jako wskaźnik wyładowań gór lodowych. Panel C pokazuje przybliżoną temperaturę powierzchni morza (SST) poza północno-zachodnią Afryką. (Źródło: deMenocal, 2001 )Górne biegi Tygrysu i Eufratu są zasilane przez wychwytywanie zimowych opadów śródziemnomorskich wywołanych przez wysokość. Analiza współczesnych zapisów instrumentalnych pokazuje, że duże (50%) redukcje rok do roku w zaopatrzeniu w wodę Mezopotamii wynikają z anomalii niskich temperatur powierzchni subpolarnego północno-zachodniego Atlantyku (Cullen i deMenocal, 2000 ). Wysuszenie Mezopotamii około 4200 roku kalendarzowego BP mogło zatem być związane z początkiem niższych temperatur powierzchniowych mórz na północnym Atlantyku, którego ostateczna przyczyna nie została jeszcze wyjaśniona. Równie niejasne jest, dlaczego podobne ochłodzenia (1 i 2 na powyższej krzywej) nie wywołały podobnych susz.Przykład takiej „mega-suszy” i jej tragicznych konsekwencji w szczególności ujawnia podatność złożonych społeczeństw na nagłe zmiany w naszym obecnym klimacie, często uważanym za znacznie bardziej stabilny niż w „świecie lodowcowym”. Z panelu A na rycinie 5 można by pomyśleć, że ostatnie 11 000 lat było raczej spokojne i jest to całkiem prawdziwe, jeśli chodzi o zmiany temperatury na Grenlandii. Widzimy tu jednak, że nie wykluczało to wyraźnych, regionalnych zmian opadów atmosferycznych, obejmujących całe dziesięciolecia, a w tym przypadku nawet stulecia.Aby dodatkowo potwierdzić współczesne znaczenie tak nagłej zmiany klimatu, przedstawiamy poniżej mapę szacowanego zasięgu imperium akadyjskiego:mapa imperium akadyjskiegoRysunek 6: Mapa imperium akadyjskiego (źródło: http://research.yale.edu/leilan/akkadian/ )Szybkie porównanie z mapą współczesnego Bliskiego Wschodu pokazuje, że gdyby taka megasusza miała miejsce dzisiaj w byłej Mezopotamii, która jest obecnie regionem o wyjątkowej wrażliwości geopolitycznej, nadal miałaby głębokie konsekwencje dla ludzi w tym regionie. Sądząc po historii ostatnich 3 lat, miałoby to również globalne konsekwencje strategiczne.BibliografiaBar-Matthews M., A. Ayalon, A. Kaufman, Paleoklimat późnego czwartorzędu we wschodnim regionie Morza Śródziemnego na podstawie analizy stabilnych izotopów nacieków w jaskini Soreq, Izrael, Quat. Rez . 47, 155 (1997)Bond G, Prysznice W, Cheseby M, Lotti R, Almasi P, deMenocal P, Priore P, Cullen H, Hajdas I, Bonani G, Wszechobecny cykl tysiąclecia w północnoatlantyckim holocenie i klimatach lodowcowych, Science, 278 ( 5341 ) : 1257-1266 14 listopada 1997.Broecker, WS., Czy przyczyna nagłej zmiany klimatu tkwi w oceanach czy w atmosferze? Science 300 (5625): 1519-1522 6 czerwca 2003.Clement AC, Cane MA, Seager R, Orbitalnie napędzane tropikalne źródło nagłej zmiany klimatu, Journal of Climate , 14 (11): 2369-2Weiss i in., 19935 2001Komitet ds. Nagłych Zmian Klimatu, National Research Council, „ Nagłe zmiany klimatu: nieuchronne niespodzianki ”, 244 strony, 2002 r.Cullen H. i in., Zmiany klimatyczne i upadek imperium akadyjskiego: dowody z głębin morskich, Geologia , 28, Weiss i in., 19939, 2000.Cullen, H. i PB deMenocal, Int. J. Climatol. , 20, 853, 2000.deMenocal, PB, J. Ortiz, T. Guilderson i M. Sarnthein, Spójna zmienność klimatu na dużych i niskich szerokościach geograficznych podczas ciepłego okresu holocenu, Science, 288 (2000), 2198-2202, 2000deMenocal, PB, Kulturowe reakcje na zmiany klimatyczne w późnym holocenie, Science, 292, 667-673, 2001.Fairbanks RG, 17 000-letni glacjo-eustatyczny zapis poziomu morza – wpływ tempa topnienia lodowców na zdarzenie młodszego dryasu i cyrkulację głębinową, Nature 342 (6250): 637-642 7 grudnia 1989Lemcke G., M. Sturm, w Trzecim tysiącleciu pne Zmiany klimatyczne i upadek Starego Świata, N. Dalfes, G. Kukla, H. Weiss, wyd., tom. 49 NATO ASI Seria I (Springer, Berlin, 1997), s. 653-678.Postgate, JN, „ Wczesna Mezopotamia ”, Routledge, Nowy Jork, 1992.Weiss, H, Courty, MA, Wetterstrom, W., Guichard F., Senior L., Meadow R., Curnow A., Geneza i upadek cywilizacji mezopotamskiej trzeciego tysiąclecia północnego tysiąclecia, Science, 261 (5124) : 995- 1004 20 sierpnia 1993.Weiss, H., w „ Angaging the Past to Understand the Future ”, G. Bawden, R. Reycraft, wyd. (Univ. of New Mexico Press, Albuquerque, 2000), s. 75-98.

Link źródłowy https://ocp.ldeo.columbia.edu/res/div/ocp/arch/examples.shtml

50% LikesVS
50% Dislikes

1 Comment

Dodaj komentarz

You might like