Rekonstrukcja paleośrodowiska

Ustalanie klimatu i roślinności w przeszłości

Sylwetka David Noone trzymając rękę na lądolodzie.

Profesor David Noone wykorzystuje śnieżną jamę do badania warstw lodu na lodowcu na Grenlandii. Joe Raedle / Getty Images





Rekonstrukcja paleośrodowiskowa (znana również jako rekonstrukcja paleoklimatyczna) odnosi się do wyników i badań podjętych w celu określenia, jak wyglądał klimat i roślinność w określonym czasie i miejscu w przeszłości. Klimat , w tym roślinność, temperatura i wilgotność względna, znacznie się różniły w czasie od najwcześniejszego zamieszkania człowieka na planecie Ziemia, zarówno z przyczyn naturalnych, jak i kulturowych (wytworzonych przez człowieka).

Klimatolodzy przede wszystkim wykorzystują dane paleośrodowiskowe, aby zrozumieć, jak zmieniło się środowisko naszego świata i jak nowoczesne społeczeństwa muszą przygotować się na nadchodzące zmiany. Archeolodzy wykorzystują dane paleośrodowiskowe, aby pomóc zrozumieć warunki życia ludzi, którzy żyli na stanowisku archeologicznym. Klimatolodzy czerpią korzyści z badań archeologicznych, ponieważ pokazują, w jaki sposób ludzie w przeszłości nauczyli się dostosowywać lub nie przystosowali się do zmian środowiskowych oraz jak powodowali zmiany środowiskowe lub czynili je gorszymi lub lepszymi swoimi działaniami.



Korzystanie z proxy

Dane, które są gromadzone i interpretowane przez paleoklimatologów, znane są jako dane zastępcze, zastępujące to, czego nie można bezpośrednio zmierzyć. Nie możemy cofnąć się w czasie, aby zmierzyć temperaturę lub wilgotność danego dnia, roku lub stulecia, a nie ma pisemnych zapisów zmian klimatycznych, które dałyby nam te szczegóły sprzed kilkuset lat. Zamiast tego badacze paleoklimatycy polegają na biologicznych, chemicznych i geologicznych śladach minionych wydarzeń, na które miał wpływ klimat.

Głównymi wskaźnikami używanymi przez klimatologów są szczątki roślin i zwierząt, ponieważ typ flory i fauny w regionie wskazuje na klimat: pomyśl o niedźwiedziach polarnych i palmach jako wskaźnikach lokalnego klimatu. Identyfikowalne ślady roślin i zwierząt różnią się wielkością od całych drzew po mikroskopijne okrzemki i sygnatury chemiczne. Najbardziej przydatne szczątki to te, które są wystarczająco duże, aby można je było zidentyfikować gatunkowo; współczesna nauka była w stanie zidentyfikować obiekty tak małe jak pyłek kwiatowy ziarna i zarodniki na gatunki roślin.



Klucze do dawnych klimatów

Dowody zastępcze mogą być biotyczne, geomorficzne, geochemiczne lub geofizyczne; mogą rejestrować dane środowiskowe, które wahają się w czasie od roku, co dziesięć lat, co stulecie, co tysiąclecie, a nawet wiele tysiącleci. Zdarzenia takie jak wzrost drzew i regionalne zmiany roślinności pozostawiają ślady w glebach i osadach torfowych, lodzie polodowcowym i morenach, formacjach jaskiniowych oraz na dnie jezior i oceanów.

Naukowcy polegają na nowoczesnych analogach; to znaczy, porównują odkrycia z przeszłości z tymi znalezionymi w obecnych klimatach na całym świecie. Są jednak okresy w bardzo zamierzchłej przeszłości, kiedy klimat był zupełnie inny niż ten, który jest obecnie doświadczany na naszej planecie. Ogólnie rzecz biorąc, te sytuacje wydają się być wynikiem warunków klimatycznych, które miały bardziej ekstremalne różnice sezonowe niż te, których doświadczyliśmy dzisiaj. Szczególnie ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że poziomy dwutlenku węgla w atmosferze były w przeszłości niższe niż obecnie, więc ekosystemy z mniejszą ilością gazów cieplarnianych w atmosferze prawdopodobnie zachowywały się inaczej niż obecnie.

Paleośrodowiskowe źródła danych

Istnieje kilka rodzajów źródeł, w których badacze paleoklimatycy mogą znaleźć zachowane zapisy minionych klimatów.

  • Lodowce i pokrywy lodowe: Długotrwałe lodowe, takie jak Grenlandia i Antarktyda tafle lodu , mają roczne cykle, które każdego roku budują nowe warstwy lodu, takie jak kręgi na pniu drzewa . Warstwy lodu różnią się teksturą i kolorem w cieplejszych i chłodniejszych porach roku. Ponadto lodowce rozszerzają się wraz ze wzrostem opadów i chłodniejszą pogodą, a cofają się, gdy panują cieplejsze warunki. W tych warstwach ułożonych przez tysiące lat uwięzione są cząstki pyłu i gazy, które powstały w wyniku zaburzeń klimatycznych, takich jak erupcje wulkanów, które to dane można odzyskać za pomocą rdzeni lodowych.
  • Dna oceanu: Osady odkładają się w dno oceanów każdego roku, a formy życia, takie jak otwornice, małżoraczki i okrzemki umierają i osadzają się w nich. Te formy reagują na temperatury oceanu: na przykład niektóre są bardziej rozpowszechnione w cieplejszych okresach.
  • Ujścia i wybrzeże: Ujścia rzek przechowują informacje o wysokości dawnych poziomów mórz w długich sekwencjach naprzemiennych warstw organicznych torf gdy poziom morza był niski, a nieorganiczne muły, gdy poziom morza się podniósł.
  • Jeziora: Podobnie jak oceany i estuaria, jeziora również mają roczne złoża bazalne zwane warwami. Warwy zawierają szeroką gamę szczątków organicznych, od całych stanowisk archeologicznych po ziarna pyłku i owady. Mogą przechowywać informacje o zanieczyszczeniu środowiska, takim jak kwaśne deszcze, lokalny handel żelazem lub spływanie z pobliskich wzgórz, które uległy erozji.
  • Jaskinie: Jaskinie to systemy zamknięte, w których średnie roczne temperatury są utrzymywane przez cały rok i charakteryzują się wysoką wilgotnością względną. Złogi mineralne w jaskiniach, takie jak stalaktyty, stalagmity i nacieki, stopniowo tworzą cienkie warstwy kalcytu, które zatrzymują skład chemiczny z zewnątrz jaskini. Jaskinie mogą zatem zawierać ciągłe zapisy o wysokiej rozdzielczości, które można datować za pomocą randki z serii uranowej .
  • Gleby lądowe: Źródłem informacji mogą być również osady glebowe na lądzie, wyłapujące szczątki zwierzęce i roślinne w osadach koluwialnych u podnóża wzgórz lub osadach aluwialnych w terasach dolin.

Badania archeologiczne zmian klimatu

Archeolodzy interesują się badaniami klimatycznymi przynajmniej od czasu pracy Grahame'a Clarka w Star Carr z 1954 roku. Wielu współpracowało z klimatologami, aby poznać lokalne warunki w czasie okupacji. Trend zidentyfikowany przez Sandweiss i Kelley (2012) sugeruje, że klimatolodzy zaczynają zwracać się do danych archeologicznych, aby pomóc w rekonstrukcji paleośrodowisk.



Ostatnie badania opisane szczegółowo w Sandweiss i Kelley obejmują:

  • Interakcja między ludźmi a danymi klimatycznymi w celu określenia szybkości i zakresu Chłopiec i ludzkiej reakcji na to w ciągu ostatnich 12 000 lat ludzi żyjących na wybrzeżu Peru.
  • Powiedz Leilanowi na północy Mezopotamia (Syria) osady dopasowane do rdzeni wiertniczych oceanicznych na Morzu Arabskim zidentyfikowały wcześniej nieznaną erupcję wulkaniczną, która miała miejsce w latach 2075-1675 pne, co z kolei mogło doprowadzić do nagłego wysuszenia z porzuceniem tellu i mogło doprowadzić do rozpad Imperium akadyjskie .
  • W dolinie Penobscot w stanie Maine w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych badania stanowisk datowanych na wczesno-środkowy archaic (około 9000-5000 lat temu) pomogły ustalić chronologię powodzi w regionie związanych ze spadkiem lub niskim poziomem jezior.
  • Wyspy Szetlandzkie w Szkocji, gdzie stanowiska neolitu są zasypane piaskiem, co uważa się za oznakę okresu sztormów na Północnym Atlantyku.

Źródła