Det har varit långa perioder i jordens historia när hela planeten var varm - från ekvatorn till polerna. Men det fanns också tider så kalla att glaciärer nådde de regioner som för närvarande klassificeras som tempererade zoner. Mest troligt var förändringarna av dessa perioder cykliska. Under varma tider kunde det finnas relativt lite is, och den hittades endast i polära regioner eller på bergstopparna. En viktig egenskap hos istiden är att de förändrar jordens yta: varje glaciation påverkar jordens utseende. Av dem själva kan dessa förändringar vara små och obetydliga, men de är permanenta.
Istidens historia
Vi vet inte exakt hur många istider under jordens historia. Vi känner till minst fem, eventuellt sju istiden, med början med precambrien, särskilt: 700 miljoner år sedan, 450 miljoner år sedan (ordovicium), 300 miljoner år sedan - Permian-Carboniferous glaciation, en av de största istiden. som påverkar de södra kontinenterna. De södra kontinenterna hänvisar till den så kallade Gondwana, en forntida superkontinent som inkluderade Antarktis, Australien, Sydamerika, Indien och Afrika.
Den senaste glaciationen avser den period vi lever i. Den kvartära perioden i den cenozoiska eran började för cirka 2,5 miljoner år sedan när glaciärer på norra halvklotet nådde havet. Men de första tecknen på denna glaciation går tillbaka för 50 miljoner år sedan i Antarktis.
Strukturen för varje istid är periodisk: det finns relativt korta varma epoker och det finns längre isperioder. Naturligtvis är kalla förtrollningar inte resultatet av enbart glaciation. Glaciation är den mest synliga konsekvensen av kalla perioder. Det finns emellertid ganska långa intervaller som är väldigt kalla trots avsaknaden av glaciärer. Idag är exempel på sådana regioner Alaska eller Sibirien, där det är väldigt kallt på vintern, men det finns ingen glaciation, eftersom det inte finns tillräckligt med nederbörd som kan ge tillräckligt med vatten för att glaciärer kan bildas.
Upptäckten av istiden
Kampanjvideo:
Vi har visat att det finns istid på jorden sedan mitten av 1800-talet. Bland de många namn som är förknippade med upptäckten av detta fenomen kallas Louis Agassiz, en schweizisk geolog som bodde i mitten av 1800-talet, först. Han studerade Alpernas glaciärer och insåg att de en gång var mycket mer omfattande än de är idag. Inte bara han märkte detta. I synnerhet noterade Jean de Charpentier, en annan schweizer, också detta faktum.
Det är inte förvånande att dessa upptäckter gjordes huvudsakligen i Schweiz, eftersom glaciärer fortfarande finns i Alperna, även om de smälter ganska snabbt. Det är lätt att se att när glaciärerna en gång var mycket större - se bara på det schweiziska landskapet, dalarna (glaciala dalar) och så vidare. Det var emellertid Agassiz som först lade fram denna teori 1840, publicerade den i boken Étude sur les glaciers, och senare, 1844, utvecklade han denna idé i boken Système glaciare. Trots initial skepsis började med tiden människor inse att detta verkligen var sant.
Med tillkomsten av geologisk kartläggning, särskilt i Nordeuropa, blev det tydligt att glaciärer brukade vara enorma. På den tiden var det en omfattande diskussion om hur denna information hänför sig till översvämningen, eftersom det fanns en konflikt mellan geologiska bevis och bibliska läror. Glaciala avlagringar kallades ursprungligen deluviala eftersom de ansågs vara bevis på översvämningen. Först senare blev det känt att en sådan förklaring inte passade: dessa avlagringar var bevis på ett kallt klimat och omfattande glaciation. I början av 1900-talet blev det tydligt att det fanns många glaciärer, och inte en, och från det ögonblicket började detta vetenskapsområde utvecklas.
Ice Age Research
Geologiska bevis på istiden är kända. Det viktigaste beviset för glaciärer kommer från karakteristiska avlagringar bildade av glaciärer. De bevaras i det geologiska avsnittet i form av tjocka ordnade lager av specialavlagringar (sediment) - diamicton. Det här är helt enkelt glaciala ansamlingar, men de inkluderar inte bara glaciäravlagringar utan också drifter av smältvatten som bildas av dess bäckar, issjöar eller glaciärer som rör sig i havet.
Det finns flera former av issjöar. Deras huvudskillnad är att de är en vattenkropp omsluten av is. Om vi till exempel har en glaciär som stiger upp i en floddal, blockerar den dalen som en kork i en flaska. Naturligtvis, när is blockerar dalen, kommer floden fortfarande att rinna och vattennivån kommer att stiga tills den rinner över kanterna. Således bildas en issjö genom direkt kontakt med is. Det finns vissa sediment som finns i sådana sjöar som vi kan identifiera.
Beroende på hur glaciärer smälter, smälter is varje år beroende på säsongens temperaturförändringar. Detta leder till en årlig ökning av mindre sediment som faller från isen in i sjön. Om vi sedan tittar in i sjön ser vi skiktning (rytmiska skiktade sediment) där, även känd under det svenska namnet varva, vilket betyder årlig ansamling. Således kan vi faktiskt se den årliga skiktningen i issjöarna. Vi kan till och med räkna dessa kulor och ta reda på hur länge denna sjö har funnits. I allmänhet kan vi med hjälp av detta material få mycket information.
I Antarktis kan vi se stora ishyllor som kommer ner från land till hav. Och naturligtvis flyter is, så den stannar kvar på vattnet. När det flyter med sig det småsten och mindre avlagringar. På grund av den termiska effekten av vattnet smälter isen detta material. Detta leder till att processen med den så kallade forsränningen av stenar som går ut i havet bildas. När vi ser fossila avlagringar från denna period kan vi ta reda på var glaciären var, hur långt den sträckte sig och så vidare.
Orsaker till glaciärer
Forskare tror att istiden uppstår eftersom jordens klimat beror på ojämn uppvärmning av dess yta av solen. Så till exempel är ekvatorialområdena, där solen nästan är vertikalt ovanför, de varmaste zonerna, och de polära områdena, där den ligger i en stor vinkel mot ytan, är de kallaste. Detta betyder att skillnaden i uppvärmning av olika delar av jordens yta driver den atmosfäriska havsmaskinen, som ständigt försöker överföra värme från ekvatorialregionerna till polerna.
Om jorden var en vanlig boll, skulle denna överföring vara mycket effektiv, och kontrasten mellan ekvatorn och polerna är mycket liten. Detta har varit fallet tidigare. Men eftersom det nu finns kontinenter, kommer de i vägen för denna cirkulation, och strukturen i dess flöden blir mycket komplex. Enkla strömmar hålls kvar och förändras - till stor del på grund av bergen, vilket leder till de cirkulationsmönster vi ser idag som styr handelsvindar och havsströmmar. Till exempel kopplar en av teorierna om varför istiden började för 2,5 miljoner år sedan detta fenomen till uppkomsten av Himalaya-bergen. Himalaya växer fortfarande mycket snabbt, och det visar sig att förekomsten av dessa berg i en mycket varm del av jorden styr saker som monsunsystemet. Början av den kvartära istiden förknippas också med stängningen av Isthmus i Panama,som förbinder Nord- och Sydamerika, vilket förhindrade överföring av värme från Ekvatoriska Stilla havet till Atlanten.
Om kontinentens placering relativt varandra och relativt ekvatorn tillåter cirkulation att fungera effektivt, skulle det finnas värme vid polerna, och relativt varma förhållanden skulle förbli över hela jordytan. Mängden värme som mottas av jorden skulle vara konstant och bara något varierad. Men eftersom våra kontinenter skapar allvarliga hinder för cirkulation mellan norr och söder, har vi uttalat klimatzoner. Detta innebär att polerna är relativt kalla och ekvatorialområdena är varma. När allt händer som det är nu kan jorden förändras på grund av variationer i mängden solvärme den får.
Dessa variationer är nästan helt konstant. Anledningen till detta är att över tid förändras jordens axel, liksom jordens bana. Med tanke på denna komplexa klimatzonering kan omloppsförändringar bidra till långsiktiga klimatförändringar, vilket resulterar i klimatförändringar. På grund av detta har vi inte kontinuerlig isbildning, utan perioder med isbildning, avbruten av varma perioder. Detta händer under påverkan av orbitalförändringar. De senaste orbitalförändringarna ses som tre separata händelser: en 20 000 år lång, den andra 40 000 år lång och den tredje 100 000 år gammal.
Detta ledde till avvikelser i mönstret för cykliska klimatförändringar under istiden. Glasyren har troligen sitt ursprung under denna cykliska period på 100 000 år. Den sista interglaciala epoken, som var lika varm som den nuvarande, varade i cirka 125 tusen år, och sedan kom den långa istiden, som tog cirka 100 tusen år. Vi lever nu i en annan interglacial era. Denna period kommer inte att pågå för evigt, så nästa istid väntar oss i framtiden.
Varför kommer istiden att ta slut
Orbitalförändringar förändrar klimatet, och det visar sig att isåldern kännetecknas av växlingar av kalla perioder, som kan vara upp till 100 tusen år, och varma perioder. Vi kallar dem glaciala (glaciala) och interglaciala (interglaciala) epoker. Den interglaciala eran kännetecknas vanligtvis av ungefär samma förhållanden som vi observerar idag: höga havsnivåer, begränsade isområden osv. Naturligtvis, och nu finns det glaciärer i Antarktis, Grönland och andra liknande platser. Men i allmänhet är klimatförhållandena relativt varma. Detta är kärnan i interglacialen: hög havsnivå, varma temperaturförhållanden och ett generellt ganska jämnt klimat.
Men under istiden förändras den genomsnittliga årliga temperaturen avsevärt, vegetativa zoner tvingas röra sig norr eller söder, beroende på halvklotet. Regioner som Moskva eller Cambridge blir obebodda, åtminstone på vintern. Även om de kan bebos på sommaren på grund av den starka kontrasten mellan säsongerna. Men vad som faktiskt händer: kalla zoner expanderar avsevärt, den genomsnittliga årliga temperaturen sjunker och de övergripande klimatförhållandena blir mycket kalla. Medan de största glaciala händelserna är relativt begränsade i tiden (kanske cirka 10 000 år), kan hela den långa förkylningen förlora 100 000 år eller mer. Så här ser glacial-interglacial cyklicitet ut.
På grund av längden på varje period är det svårt att säga när vi kommer att lämna den aktuella eran. Detta beror på plattaktonik, kontinenterna på jordens yta. För närvarande isoleras Nordpolen och Sydpolen: Antarktis ligger vid Sydpolen och Arktiska havet ligger i norr. På grund av detta finns det problem med värmecirkulationen. Tills kontinentens läge förändras kommer denna istid att fortsätta. I linje med långvariga tektoniska förändringar kan det antas att det kommer att ta ytterligare 50 miljoner år i framtiden tills betydande förändringar inträffar som gör att jorden kan lämna istiden.
Geologiska konsekvenser
Detta frigör enorma områden på kontinentalsockeln som nu är översvämmade. Detta skulle till exempel innebära att det en dag går att gå från Storbritannien till Frankrike, från Nya Guinea till Sydostasien. En av de mest kritiska platserna är Beringsundet som förbinder Alaska med östra Sibirien. Det är ganska grunt, cirka 40 meter, så om havsnivån sjunker till hundra meter, kommer detta område att bli land. Detta är också viktigt eftersom växter och djur kommer att kunna migrera genom dessa platser och komma till regioner där de inte kan komma idag. Således beror koloniseringen av Nordamerika på den så kallade Beringia.
Djur och istid
Det är viktigt att komma ihåg att vi själva är "produkterna" från istiden: vi utvecklades under den, så att vi kan överleva den. Det handlar emellertid inte om individer - det handlar om hela befolkningen. Problemet idag är att det finns för många av oss och vår verksamhet har väsentligt förändrat de naturliga förhållandena. Under naturliga förhållanden har många djur och växter som vi ser idag en lång historia och överlever istiden perfekt, även om det finns sådana som utvecklas något. De migrerar, anpassar sig. Det finns områden där djur och växter överlevde istiden. Dessa så kallade refugier låg längre norr eller söder om deras nuvarande distribution.
Men till följd av mänsklig aktivitet dog eller dödades vissa arter. Detta hände på alla kontinenter, med möjliga undantag för Afrika. Ett stort antal stora ryggradsdjur, nämligen däggdjur, såväl som pungdjur i Australien, utrotades av människor. Detta orsakades antingen direkt av våra aktiviteter, till exempel jakt, eller indirekt - av förstörelsen av deras livsmiljö. Djuren som lever i nordliga breddegrader har levt i Medelhavet tidigare. Vi har förstört denna region så mycket att det kommer att bli mycket svårt för dessa djur och växter att återkolonisera den.
Konsekvenser av den globala uppvärmningen
Under normala geologiska förhållanden skulle vi snart vara tillbaka i istiden. Men på grund av den globala uppvärmningen, som är en följd av mänsklig aktivitet, skjuter vi upp den. Vi kommer inte att kunna förhindra det helt, eftersom orsakerna som orsakade det i det förflutna fortfarande finns nu. Mänsklig aktivitet, ett naturligt oförutsett element, påverkar atmosfärisk uppvärmning, vilket kan ha orsakat en försening i nästa glacial.
I dag är klimatförändringar en mycket brådskande och spännande fråga. Om den grönländska isisen smälter kommer havsnivån att stiga med sex meter. Tidigare, under den tidigare interglaciala eran, som var för cirka 125 tusen år sedan, smälte Grönlands isark mycket, och havsnivån blev 4-6 meter högre än idag. Detta är naturligtvis inte världens slut, men det är inte heller en tillfällig komplikation. I slutändan har jorden återhämtat sig från katastrofer tidigare, hon kommer att kunna överleva den här.
De långsiktiga utsikterna för planeten är inte dåliga, men för människor är det en annan fråga. Ju mer forskning vi gör, desto bättre förstår vi hur jorden förändras och vart den leder, desto bättre förstår vi planeten vi lever på. Detta är viktigt eftersom människor äntligen börjar tänka på förändrade havsnivåer, global uppvärmning och påverkan av alla dessa saker på jordbruk och människor. Mycket av detta är relaterat till studien av istiden. Genom denna forskning lär vi oss glaciärernas mekanismer, och vi kan använda denna kunskap proaktivt för att försöka mildra några av de förändringar som vi själva orsakar. Detta är ett av huvudresultaten och ett av målen med forskning om istiden.
Naturligtvis är den stora konsekvensen av istiden de enorma islagren. Var kommer vattnet ifrån? Naturligtvis från haven. Och vad händer under istiden? Glaciärer bildas som ett resultat av nederbörd på land. På grund av att vattnet inte återgår till havet sjunker havsnivån. Under de svåraste glaciärerna kan havsnivån sjunka med mer än hundra meter.