Maksimum ostatniego lodowca – ostatnia poważna globalna zmiana klimatu

Jakie były globalne skutki pokrywania się lodem tak dużej części naszej planety?

Lodowiec, morena czołowa i zbiorniki wodne w fiordach południowej Grenlandii. Doc Sears

The Maksimum ostatniego lodowca (LGM) odnosi się do ostatniego okresu w historii Ziemi, kiedy lodowce były najgrubsze, a poziomy mórz najniższe, około 24 000–18 000 lata kalendarzowe temu (cal bp). Podczas LGM pokrywy lodowe obejmujące cały kontynent pokrywały Europę i Amerykę Północną na dużych szerokościach geograficznych, a poziomy mórz były o 120-135 metrów niższe niż obecnie. W szczytowym punkcie ostatniego zlodowacenia cała Antarktyda, duże części Europy, Ameryki Północnej i Południowej oraz małe części Azji pokryte były grubą, stromo kopułą warstwą lodu.

Maksimum ostatniego lodowca: Kluczowe dania na wynos

• Ostatni szczyt lodowcowy to najnowszy okres w historii Ziemi, kiedy lodowce były najgęstsze.
• To było około 24 000-18 000 lat temu.
• Cała Antarktyda, duża część Europy, Ameryka Północna i Południowa oraz Azja były pokryte lodem.
• Od około 6700 lat utrzymuje się stabilny wzór lodu lodowcowego, poziomu morza i węgla w atmosferze.
• Ten wzorzec został zdestabilizowany przez globalne ocieplenie w wyniku rewolucji przemysłowej.

Dowód

Przytłaczające dowody tego dawno minionego procesu widoczne są w osadach powstałych w wyniku zmian poziomu mórz na całym świecie, w rafach koralowych, ujściach rzek i oceanach; a na rozległych równinach Ameryki Północnej krajobrazy spłaszczyły się przez tysiące lat ruchów lodowcowych.

Przed LGM między 29.000 a 21.000 cal bp, nasza planeta widziała stałą lub powoli rosnącą objętość lodu, przy czym poziom morza osiągnął najniższy poziom (około 450 stóp poniżej dzisiejszej normy), gdy było około 52x10 (6) kilometrów sześciennych więcej lodu lodowcowego niż dzisiaj.

Charakterystyka LGM

Naukowcy są zainteresowani ostatnim zlodowaceniem ze względu na to, kiedy to się stało: była to najnowsza globalna zmiana klimatu, która miała miejsce i do pewnego stopnia wpłynęła na prędkość i trajektorię kolonizacja kontynentów amerykańskich . Charakterystyki LGM, które naukowcy wykorzystują do identyfikacji skutków tak poważnej zmiany, obejmują fluktuacje efektywnego poziomu morza oraz spadek, a następnie wzrost zawartości węgla jako części na milion w naszej atmosferze w tym okresie.

Obie te cechy są podobne, ale przeciwne do wyzwań związanych ze zmianą klimatu, przed którymi stoimy dzisiaj: podczas LGM zarówno poziom morza, jak i odsetek węgiel w naszej atmosferze były znacznie niższe niż to, co widzimy dzisiaj. Nie znamy jeszcze całego wpływu tego, co to oznacza dla naszej planety, ale skutki są obecnie niezaprzeczalne. Poniższa tabela przedstawia zmiany efektywnego poziomu morza w ciągu ostatnich 35 000 lat (Lambeck i współpracownicy) oraz części na milion atmosferycznego węgla (Cotton i współpracownicy).

Lata BP, różnica poziomu morza, węgiel atmosferyczny PPM
• 2018, +25 centymetrów, 408 ppm
• 1950, 0, 300 ppm
• 1000 BP, -.21 metrów +-.07, 280 ppm
• 5000 BP, -2,38 m +/-0,07, 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

Główną przyczyną spadku poziomu morza w epokach lodowcowych był ruch wody z oceanów do lodu i dynamiczna reakcja planety na ogromny ciężar całego lodu na naszych kontynentach. W Ameryce Północnej podczas LGM cała Kanada, południowe wybrzeże Alaski i górna 1/4 powierzchni Stanów Zjednoczonych były pokryte lodem sięgającym na południe aż po stany Iowa i Zachodnia Wirginia. Lód lodowcowy pokrył także zachodnie wybrzeże Ameryki Południowej, a w Andach rozciągał się na Chile i większą część Patagonii. W Europie lód sięgał na południe aż do Niemiec i Polski; w Azji lądolody dotarły do ​​Tybetu. Chociaż nie widzieli lodu, Australia, Nowa Zelandia i Tasmania były jednym lądem; i góry na całym świecie posiadały lodowce.

Postęp globalnych zmian klimatycznych

Odwiedzający idący szlakiem prowadzącym do topniejącego i pokrytego skałami lodowca Pasterze, wędrują obok jeziora wody lodowcowej w skalistym basenie, niegdyś wypełnionej lodem lodowcowym o głębokości co najmniej 60 metrów, 27 sierpnia 2016 r. w pobliżu Heiligenblut am Grossglockner w Austrii. Europejska Agencja Środowiska przewiduje, że do roku 2100 ilość europejskich lodowców zmniejszy się o 22% do 89%, w zależności od przyszłej intensywności gazów cieplarnianych. Sean Gallup/Getty Images

Późny okres plejstocenu doświadczył piłokształtnych cykli między chłodnymi okresami lodowcowymi i ciepłymi okresami międzylodowcowymi, gdy globalne temperatury i atmosferyczne CO^dwawahała się do 80-100 ppm, co odpowiada wahaniom temperatury 3-4 stopni Celsjusza (5,4-7,2 stopni Fahrenheita): wzrost atmosferycznego CO^dwawcześniejsze spadki globalnej masy lodu. Ocean magazynuje węgiel (nazywany sekwestracją węgla), gdy lód jest niski, a więc napływ netto węgla do naszej atmosfery, który jest zwykle spowodowany chłodzeniem, zostaje zmagazynowany w naszych oceanach. Jednak niższy poziom morza również zwiększa zasolenie, a to i inne fizyczne zmiany na dużą skalę prądy oceaniczne pola lodu morskiego również przyczyniają się do sekwestracji dwutlenku węgla.

Poniżej znajduje się najnowsze zrozumienie procesu postępu zmian klimatycznych podczas LGM z Lambeck et al.

35 000–31 000 kcal BP—powolny spadek poziomu morza (przejście z Ålesund Interstadial)31 000–30 000 kcal BP—gwałtowny upadek z wysokości 25 metrów, z szybkim przyrostem lodu, zwłaszcza w Skandynawii29 000–21 000 kcal BP—stałe lub powoli rosnące objętości lodu, ekspansja lądolodu skandynawskiego na wschód i południe oraz ekspansja lądolodu Laurentide na południe, najniższa 2121 000–20 000 kcal BP—początek deglacjacji,20 000-18 000 cal BP — krótkotrwały wzrost poziomu morza o 10-15 metrów18 000–16 500 kcal BP—blisko stałego poziomu morza16500-14000 kcal BP—główna faza deglacjacji, efektywna zmiana poziomu morza około 120 metrów średnio 12 metrów na 1000 lat14500-14000 kcal BP—(okres ciepły Bølling-Allerød), wysokie tempo wzrostu poziomu se, średni wzrost poziomu morza 40 mm rocznie14 000–12 500 kcal BP—poziom morza podnosi się o ~20 metrów w ciągu 1500 lat12500–11500 kcal BP—(młodszy dryas), znacznie zmniejszone tempo podnoszenia się poziomu morza11400-8200 kcal BP—niemal równomierny wzrost globalny, około 15 m/1000 lat8200–6700 kcal BP—zmniejszone tempo podnoszenia się poziomu morza, zgodne z końcową fazą deglacjacji Ameryki Północnej o 7ka6700 kcal BP-1950—postępujący spadek podnoszenia się poziomu morza1950-obecnie— pierwszy wzrost wzniesienia morza od 8000 lat

Globalne ocieplenie i współczesny wzrost poziomu morza

Pod koniec lat 90. XIX wieku rewolucja przemysłowa zaczęła wyrzucać do atmosfery wystarczającą ilość dwutlenku węgla, aby wpłynąć na globalny klimat i zapoczątkować zachodzące obecnie zmiany. W latach pięćdziesiątych naukowcy, tacy jak Hans Suess i Charles David Keeling, zaczęli dostrzegać nieodłączne niebezpieczeństwa związane z dodanym przez człowieka węglem do atmosfery. Globalny średni poziom morza (GMSL), zgodnie z Agencja Ochrony Środowiska, wzrosła o prawie 10 cali od 1880 roku i pod każdym względem wydaje się przyspieszać.

Większość wczesnych pomiarów obecnego wzrostu poziomu morza opierała się na zmianach pływów na poziomie lokalnym. Nowsze dane pochodzą z wysokościomierzy satelitarnych, które pobierają próbki z otwartych oceanów, co pozwala na precyzyjne zestawienia ilościowe. Pomiar ten rozpoczął się w 1993 r., a 25-letni rekord wskazuje, że średni globalny poziom morza podniósł się w tempie 3 +/- 0,4 milimetra rocznie, czyli łącznie prawie 3 cale (lub 7,5 cm) od zaczął się. Coraz więcej badań wskazuje, że jeśli emisje dwutlenku węgla nie zostaną zmniejszone, prawdopodobny jest dodatkowy wzrost o 2-5 stóp (65-1,30 m) do 2100 roku.

Szczegółowe badania i prognozy długoterminowe

Amerykański ekolog zajmujący się rybami i dziką przyrodą, Phillip Hughes, bada martwe drzewa guzikowe, które uległy wtargnięciu słonej wody w Big Pine Key na Florydzie. Od 1963 r. roślinność wyżynna Florida Keys jest zastępowana roślinnością tolerującą sól. Joe Raedle/Getty Images

Obszary już dotknięte wzrostem poziomu morza obejmują wschodnie wybrzeże Ameryki, gdzie w latach 2011-2015 poziom morza podniósł się do 13 cm. Myrtle Beach w Południowej Karolinie doświadczyły przypływów w listopadzie 2018 r., które zalały ich ulice. W Everglades na Florydzie (Dessu i współpracownicy 2018) wzrost poziomu morza zmierzono o 13 cm w latach 2001-2015. pora sucha. Qu i współpracownicy (2019) zbadali 25 stacji pływowych w Chinach, Japonii i Wietnamie, a dane dotyczące pływów wskazują, że wzrost poziomu morza w latach 1993–2016 wynosił 3,2 mm rocznie (lub 3 cale).

Dane długoterminowe zostały zebrane na całym świecie i szacuje się, że do 2100 r. możliwy jest wzrost średniego globalnego poziomu morza o 1–2 metry o 3–6 stóp, czemu towarzyszyć będzie ogólne ocieplenie o 1,5–2 stopnie Celsjusza . Niektórzy z najgorszych sugerują, że wzrost o 4,5 stopnia nie jest niemożliwy, jeśli nie zmniejszy się emisji dwutlenku węgla.

Czas amerykańskiej kolonizacji

Według najbardziej aktualnych teorii LGM wpłynął na postęp ludzkiej kolonizacji kontynentów amerykańskich. Podczas LGM wejście do Ameryk było blokowane przez pokrywy lodowe: wielu naukowców uważa teraz, że koloniści zaczęli wchodzić do obu Ameryk przez tereny Beringii, być może już 30 000 lat temu.

Według badań genetycznych ludzie utknęli na Most lądowy Beringa podczas LGM między 18.000-24.000 cal BP, uwięziony przez lód na wyspie, zanim zostali uwolnieni przez cofający się lód.

Źródła

• _{Bourgeon L, Burke A i Higham T. 2017. Najwcześniejsza obecność człowieka w Ameryce Północnej datowana na maksimum ostatniego zlodowacenia: nowe datowanie radiowęglowe z Bluefish Caves w Kanadzie. PLOS ONE 12(1):e0169486.}
• _{Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z i Etheridge DM. 2016. T symulował klimat ostatniego zlodowacenia i wgląd w globalny morski obieg węgla . Klimat przeszłości 12(12):2271-2295.}
• _{Cotton JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM i Still CJ. 2016. Klimat, CO2 i historia traw północnoamerykańskich od ostatniego maksimum lodowcowego. Postępy w nauce 2(e1501346).}
• Dessu, Shimelis B., et al. ' Wpływ wzrostu poziomu morza i zarządzania wodą słodką na długoterminowe poziomy wody i jakość wody na przybrzeżnych polach Everglades na Florydzie . Dziennik Zarządzania Środowiskowego 211 (2018): 164–76. Wydrukować.
• _{Lambeck K, Rouby H, Purcell A, Słońce Y i Sambridge M. 2014. Poziom morza i globalna objętość lodu od maksimum ostatniego zlodowacenia do holocenu. Materiały Narodowej Akademii Nauk 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgren A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR i Vandenberghe J. 2016. Oparte na GIS mapy i oszacowania obszaru półkuli północnej wiecznej zmarzliny podczas maksimum ostatniego zlodowacenia. Wieczna zmarzlina i procesy peryglacjalne 27(1):6-16.}
• _{[PubMed] Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE i Kaplan MR. 2015. Chronologia radiowęglowa ostatniego maksimum lodowcowego i jego zakończenie w północno-zachodniej Patagonii. Recenzje o czwartorzędzie naukowym 122:233-249.}
• Nerem, R.S., et al. ' W erze wysokościomierza wykryto przyspieszony wzrost poziomu morza spowodowany zmianami klimatu. ' Materiały Narodowej Akademii Nauk 115,9 (2018): 2022–25. Wydrukować.
• Qu, Ying i in. Wzrost poziomu morza przybrzeżnego wokół mórz chińskich . Zmiana globalna i planetarna 172 (2019): 454–63. Wydrukować.
• Slangen, Aimée BA, et al. ' Ocena symulacji modelowych wzrostu poziomu morza w XX wieku. Część I: Globalna zmiana średniego poziomu morza . Dziennik Klimatu 30.21 (2017): 8539-63. Wydrukować.
• _{Willerslev E, Davison J, Moore M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gussarova G, Haile J i in. 2014. Pięćdziesiąt tysięcy lat arktycznej wegetacji i megafaunalnej diety. Natura 506(7486):47-51.}