Pēdējais ledāju maksimums — pēdējās lielākās globālās klimata pārmaiņas

Kādas bija ledus globālās sekas, kas klāja tik lielu daļu mūsu planētas?

Ledājs, gala morēna un ūdenstilpes Grenlandes dienvidu fjordos. Doks Sērls

The Pēdējais ledāju maksimums (LGM) attiecas uz jaunāko periodu Zemes vēsturē, kad ledāji bija visbiezākie un jūras līmenis bija zemākais, aptuveni no 24 000 līdz 18 000 pirms kalendārajiem gadiem (kal bp). LGM laikā kontinenta mēroga ledus segas klāja augstu platuma grādu Eiropu un Ziemeļameriku, un jūras līmenis bija par 400–450 pēdām (120–135 metriem) zemāks nekā šodien. Pēdējā ledāja maksimuma augstumā visu Antarktīdu, lielu daļu Eiropas, Ziemeļamerikas un Dienvidamerikas, kā arī nelielas Āzijas daļas klāja stāvi kupolveida un bieza ledus kārta.

Pēdējais ledāju maksimums: atslēgas līdzņemšanai

• Pēdējais ledāju maksimums ir pēdējais laiks Zemes vēsturē, kad ledāji bija visbiezākie.
• Tas bija aptuveni pirms 24 000 līdz 18 000 gadiem.
• Visu Antarktīdu, lielas Eiropas daļas, Ziemeļameriku un Dienvidameriku un Āziju klāja ledus.
• Stabils ledus ledus, jūras līmeņa un oglekļa modelis atmosfērā ir pastāvējis aptuveni 6700 gadus.
• Šo modeli ir destabilizējusi globālā sasilšana rūpnieciskās revolūcijas rezultātā.

Pierādījumi

Pārliecinoši pierādījumi par šo sen aizgājušo procesu ir redzami nogulumos, ko veido jūras līmeņa izmaiņas visā pasaulē, koraļļu rifos un estuāros un okeānos; un plašajos Ziemeļamerikas līdzenumos ainavas, kuras noskrāpēja tūkstošiem gadu ilgās ledāju kustības.

Pirms LGM no 29 000 līdz 21 000 cal bp uz mūsu planētas novēroja nemainīgu vai lēni pieaugošu ledus apjomu, jūras līmenim sasniedzot zemāko līmeni (apmēram 450 pēdas zem šodienas normas), kad bija aptuveni 52x10 (6) kubikkilometri. vairāk ledāju ledus nekā šodien.

LGM īpašības

Pētniekus interesē pēdējais ledāju maksimums, jo tas notika: tas bija visjaunākais globāli ietekmējošais klimata pārmaiņas, un tas notika un zināmā mērā ietekmēja ledus ātrumu un trajektoriju. Amerikas kontinentu kolonizācija . LGM raksturlielumi, ko zinātnieki izmanto, lai palīdzētu identificēt šādu lielu izmaiņu ietekmi, ietver faktiskā jūras līmeņa svārstības un oglekļa samazināšanos un sekojošu pieaugumu mūsu atmosfērā šajā periodā.

Abas šīs īpašības ir līdzīgas, taču pretējas klimata pārmaiņu problēmām, ar kurām mēs šodien saskaramies: LGM laikā gan jūras līmenis, gan ogleklis mūsu atmosfērā bija ievērojami zemāki nekā šodien. Mēs vēl nezinām visu, ko tas nozīmē uz mūsu planētu, taču pašlaik sekas ir nenoliedzamas. Zemāk esošajā tabulā parādītas faktiskā jūras līmeņa izmaiņas pēdējo 35 000 gadu laikā (Lambeck un kolēģi) un atmosfēras oglekļa daļas uz miljonu (Cotton un kolēģi).

Gadi BP, jūras līmeņa atšķirība, PPM atmosfēras ogleklis
• 2018, +25 centimetri, 408 ppm
• 1950, 0, 300 ppm
• 1000 BP, -,21 metrs +-,07, 280 ppm
• 5000 BP, -2,38 m +/-,07, 270 ppm
• 10 000 BP, -40,81 m +/-1,51, 255 ppm
• 15 000 BP, -97,82 m +/-3,24, 210 ppm
• 20 000 BP, -135,35 m +/-2,02, > 190 ppm
• 25 000 BP, -131,12 m +/-1,3
• 30 000 BP, -105,48 m +/-3,6
• 35 000 BP, -73,41 m +/-5,55

Galvenais jūras līmeņa pazemināšanās iemesls ledus laikmeta laikā bija ūdens pārvietošanās no okeāniem ledū un planētas dinamiskā reakcija uz visu mūsu kontinentu virsotnē esošā ledus milzīgo svaru. Ziemeļamerikā LGM laikā visa Kanāda, Aļaskas dienvidu krasts un Amerikas Savienoto Valstu augšējā 1/4 daļa bija klāta ar ledu, kas sniedzās līdz pat Aiovas un Rietumvirdžīnijas štatiem. Ledus ledus klāja arī Dienvidamerikas rietumu piekrastē un Andos, kas sniedzas līdz Čīlei un lielākajai daļai Patagonijas. Eiropā ledus sniedzās līdz pat Vācijai un Polijai; Āzijā ledus segas sasniedza Tibetu. Lai gan viņi neredzēja ledu, Austrālija, Jaunzēlande un Tasmānija bija viens sauszemes masīvs; un kalnos visā pasaulē bija ledāji.

Globālās klimata pārmaiņu progress

Apmeklētāji, kas iet pa taku, kas ved uz kūstošo un akmeņiem klāto Pasterzes ledāja pārgājienu gar ledāja ūdens ezeru akmeņainā baseinā, kuru 2016. gada 27. augustā vismaz 60 metru dziļumā piepildīja ledāja ledus netālu no Heiligenblutas pie Grosglokneres, Austrijā. Eiropas Vides aģentūra prognozē, ka līdz 2100. gadam Eiropas ledāju apjoms samazināsies par 22% līdz 89% atkarībā no turpmākās siltumnīcefekta gāzu intensitātes. Šons Galups/Getty Images

Vēlajā pleistocēna periodā notika zāģzobiem līdzīga cikliskuma starp vēsajiem ledāju un siltajiem starpledus periodiem, kad globālā temperatūra un atmosfēras CO^divisvārstījās līdz 80–100 ppm, kas atbilst temperatūras svārstībām 3–4 grādi pēc Celsija (5,4–7,2 grādi pēc Fārenheita): atmosfēras CO pieaugums^divipirms globālās ledus masas samazināšanās. Okeāns uzglabā oglekli (to sauc par oglekļa sekvestrāciju), kad ledus ir zems, un tāpēc oglekļa pieplūdums mūsu atmosfērā, ko parasti izraisa dzesēšana, tiek uzglabāts mūsu okeānos. Tomēr zemāks jūras līmenis palielina arī sāļumu, un tas un citas liela mēroga fiziskās izmaiņas okeāna straumes un jūras ledus lauki arī veicina oglekļa sekvestrāciju.

Tālāk ir sniegta jaunākā izpratne par klimata pārmaiņu progresu LGM laikā no Lambeck et al.

35 000–31 000 cal BP— lēns jūras līmeņa kritums (pāreja no Ålesund Interstadial)31 000–30 000 kal BP—straujš kritums 25 metru augstumā, ar strauju ledus pieaugumu, īpaši Skandināvijā29 000–21 000 cal BP— pastāvīgi vai lēni augoši ledus apjomi, Skandināvijas ledus segas izplešanās austrumu un dienvidu virzienā un Laurentides ledus segas paplašināšanās dienvidu virzienā, viszemākais 2121 000–20 000 cal BP— deglaciācijas sākums,20 000–18 000 cal BP — īslaicīgs jūras līmeņa paaugstināšanās par 10-15 metriem18 000–16 500 cal BP— tuvu nemainīgam jūras līmenim16 500–14 000 cal BP— liela deglaciācijas fāze, efektīvas jūras līmeņa izmaiņas aptuveni 120 metri, vidēji 12 metri uz 1000 gadiem14 500–14 000 cal BP— (Bølling-Alerød siltais periods), augsts jūras līmeņa paaugstināšanās, vidējais jūras līmeņa paaugstināšanās 40 mm gadā14 000–12 500 cal BP—jūras līmenis 1500 gados paceļas par ~20 metriem12 500–11 500 cal BP— (Jaunāki Dryas), ievērojami samazināts jūras līmeņa celšanās ātrums11 400–8 200 cal BP— gandrīz vienmērīgs globālais pieaugums, aptuveni 15 m/1000 gadi8200–6700 cal BP— samazināts jūras līmeņa celšanās ātrums, kas atbilst Ziemeļamerikas deglaciācijas pēdējai fāzei pie 7 ka6700 cal BP–1950— pakāpeniska jūras līmeņa celšanās pazemināšanās1950. gads – līdz mūsdienām— pirmais jūras kāpuma pieaugums 8000 gadu laikā

Globālā sasilšana un mūsdienu jūras līmeņa celšanās

Līdz 1890. gadu beigām rūpnieciskā revolūcija bija sākusi izmest atmosfērā pietiekami daudz oglekļa, lai ietekmētu globālo klimatu un sāktu izmaiņas, kas pašlaik notiek. Līdz 1950. gadiem zinātnieki, piemēram, Hanss Suess un Čārlzs Deivids Kīlings, sāka apzināties cilvēka pievienotā oglekļa radītās briesmas atmosfērā. Pasaules vidējais jūras līmenis (GMSL), saskaņā ar Vides aizsardzības aģentūra, kopš 1880. gada ir palielinājies gandrīz par 10 collām, un, ņemot vērā visus pasākumus, šķiet, ka tas paātrinās.

Lielākā daļa agrīno pašreizējā jūras līmeņa celšanās mērījumu ir balstīti uz izmaiņām plūdmaiņās vietējā līmenī. Jaunāki dati iegūti no satelīta altimetrijas, kas ņem paraugus atklātajos okeānos, ļaujot sniegt precīzus kvantitatīvus paziņojumus. Šis mērījums sākās 1993. gadā, un 25 gadu rekords liecina, ka globālais vidējais jūras līmenis ir paaugstinājies ar ātrumu 3+/-,4 milimetri gadā jeb kopumā gandrīz par 3 collām (jeb 7,5 cm) kopš rekordiem. sākās. Arvien vairāk pētījumu liecina, ka, ja oglekļa emisijas netiks samazinātas, līdz 2100. gadam, iespējams, palielināsies papildu 2–5 pēdas (0,65–1,30 m).

Īpaši pētījumi un ilgtermiņa prognozes

ASV zivju un savvaļas dzīvnieku ekologs Filips Hjūzs pārbauda nokaltušos pogkokus, kas ir padevušies sālsūdens iebrukumam Big Pine Key, Floridā. Kopš 1963. gada Floridakīzas augstienes veģetāciju aizstāj ar sālsizturīgu veģetāciju. Džo Rēls/Getty Images

Teritorijas, kuras jau ir skārusi jūras līmeņa celšanās, ietver Amerikas austrumu piekrasti, kur no 2011. līdz 2015. gadam jūras līmenis paaugstinājās līdz piecām collām (13 cm). Mirtlbīča Dienvidkarolīnā 2018. gada novembrī piedzīvoja plūdmaiņas, kas applūdināja viņu ielas. Floridas Evergleidā (Dessu un kolēģi, 2018. gadā) jūras līmeņa paaugstināšanās tika mērīta 13 cm (5 collas) laikā no 2001. līdz 2015. gadam. Papildu ietekme ir sāls tapas palielināšanās, kas maina veģetāciju, jo palielinājās pieplūde šajā periodā. sausā sezona. Qu un kolēģi (2019) pētīja 25 plūdmaiņu stacijas Ķīnā, Japānā un Vjetnamā, un plūdmaiņu dati liecina, ka 1993.–2016. gadā jūras līmeņa celšanās bija 3,2 mm gadā (jeb 3 collas).

Ilgtermiņa dati ir apkopoti visā pasaulē, un aplēses liecina, ka līdz 2100. gadam vidējā globālā jūras līmeņa paaugstināšanās ir iespējama par 3–6 pēdām (1–2 metriem), ko pavada 1,5–2 grādu pēc Celsija vispārējā sasilšana. . Daži no briesmīgākajiem liecina, ka pieaugums par 4,5 grādiem nav neiespējams, ja netiks samazinātas oglekļa emisijas.

Amerikas kolonizācijas laiks

Saskaņā ar jaunākajām teorijām LGM ietekmēja cilvēku kolonizācijas progresu Amerikas kontinentos. LGM laikā iekļūšanu Amerikā bloķēja ledus segas: daudzi zinātnieki tagad uzskata, ka kolonisti sāka ienākt Amerikā pāri Beringijas teritorijai, iespējams, jau pirms 30 000 gadu.

Saskaņā ar ģenētiskajiem pētījumiem cilvēki bija iesprostoti uz Beringa zemes tilts LGM laikā no 18 000 līdz 24 000 cal BP, iesprostots ar ledu salā, pirms viņus atbrīvoja atkāpšanās ledus.

Avoti

• _{Bourgeon L, Burke A un Higham T. 2017. Agrākā cilvēku klātbūtne Ziemeļamerikā, kas datēta ar pēdējo ledāju maksimumu: jauni radiooglekļa datumi no Bluefish alām, Kanādā. PLOS ONE 12(1):e0169486.}
• _{Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z un Etheridge DM. 2016. T viņš simulēja pēdējā ledāja maksimuma klimatu un ieskatu globālajā jūras oglekļa ciklā . Pagātnes klimats 12(12):2271-2295.}
• _{Cotton JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM un Still CJ. 2016. gads. Klimats, CO2 un Ziemeļamerikas zālāju vēsture kopš pēdējā ledāja maksimuma. Zinātnes attīstība 2(e1501346).}
• Dessu, Šimelis B. u.c. ' Jūras līmeņa celšanās un saldūdens pārvaldības ietekme uz ilgtermiņa ūdens līmeni un ūdens kvalitāti Floridas piekrastes Evergladesā .' Vides pārvaldības žurnāls 211 (2018): 164–76. Drukāt.
• _{Lembeck K, Rouby H, Purcell A, Sun Y un Sambridge M. 2014. Jūras līmenis un globālais ledus apjoms no pēdējā ledāja maksimuma līdz holocēnam. Proceedings of the National Academy of Sciences 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgren A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR un Vandenberghe J. 2016. Uz ĢIS balstītas kartes un apgabalu aprēķini par Ziemeļu puslodes mūžīgā sasaluma apjomu pēdējā ledāja maksimuma laikā. Mūžīgais sasalums un periglaciālie procesi 27(1):6-16.}
• _{[ PubMed ] Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE un Kaplan MR. 2015. gads. Radiooglekļa hronoloģija pēdējā ledāja maksimumā un tā beigas Patagonijas ziemeļrietumos. Kvartāra zinātnes apskati 122:233-249.}
• Nerem, R. S., et al. ' Altimetra laikmetā konstatēts klimata pārmaiņu izraisīts paātrināts jūras līmeņa celšanās. ' Proceedings of the National Academy of Sciences 115,9 (2018): 2022.–25. Drukāt.
• Qu, Ying u.c. Piekrastes jūras līmeņa paaugstināšanās ap Ķīnas jūru .' Globālās un planētu pārmaiņas 172 (2019): 454–63. Drukāt.
• Slangens, Aimée B.A. u.c. ' Divdesmitā gadsimta jūras līmeņa celšanās modeļu simulāciju novērtēšana. I daļa: Globālās vidējā jūras līmeņa izmaiņas .' Klimata žurnāls 30.21 (2017): 8539–63. Drukāt.
• _{Willerslev E, Davison J, Moore M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gusarova G, Haile J et al. 2014. gads. Piecdesmit tūkstošus gadu ilga arktiskā veģetācija un megafaunas diēta. Daba 506(7486):47-51.}