Kāda bija ledus klājuma globālā ietekme uz tik lielu daļu mūsu planētas?

Pēdējais ledāja maksimums (LGM) attiecas uz jaunāko periodu zemes vēsturē, kad ledāji bija visbiezākie un jūras līmenis bija viszemākais, aptuveni no 24 000 līdz 18 000 kalendāra gadus atpakaļ (cal bp). LGM laikā kontinenta mēroga ledus pārklāja Eiropu un Ziemeļameriku platuma grādos, un jūras līmenis bija par 400–450 pēdām (120–135 metriem) zemāks nekā šobrīd. Pēdējā ledāja maksimuma augstumā visa Antarktīda, liela Eiropas daļa, Ziemeļamerika un Dienvidamerika, kā arī nelielas Āzijas daļas bija klātas stāvas kuplas un biezā ledus slānī.

Pēdējais ledāju maksimums: galvenās izņemtās preces

Pārliecinoši pierādījumi par šo sen aizgājušo procesu ir redzami nogulumos, ko visā pasaulē nosaka jūras līmeņa izmaiņas, koraļļu rifos un estuāros un okeānos; un plašajos Ziemeļamerikas līdzenumos ainavas ir izkaisītas tūkstošiem gadu ilgā ledāju kustībā.

Sagaidot LGM no 29 000 līdz 21 000 cal bp, mūsu planēta saskatīja nemainīgu vai lēnām pieaugošu ledus daudzumu ar jūras līmeni sasniedzot zemāko līmeni (apmēram 450 pēdas zem šodienas normas), kad ledāja ledus bija par apmēram 52x10 (6) kubikkilometriem vairāk nekā tur šodien.

Pētniekus interesē pēdējais ledāju maksimums tāpēc, ka tas notika: tas bija visjaunākais tas globāli ietekmēja klimata pārmaiņas, un tas notika un zināmā mērā ietekmēja Āfrikas kustības ātrumu un trajektoriju Amerikas kontinentu kolonizācija. LGM raksturlielumi, kurus zinātnieki izmanto, lai palīdzētu noteikt tik lielu izmaiņu ietekmi, ietver svārstības efektīvs jūras līmenis, un oglekļa līmeņa samazināšanās un sekojošs pieaugums, kas uz miljonu ir mūsu atmosfērā, tajā laikā periods.

Abas šīs pazīmes ir līdzīgas, taču pretējas tām klimata pārmaiņu problēmām, ar kurām šodien saskaramies: LGM laikā gan jūras līmenis, gan procentuālais daudzums ogleklis mūsu atmosfērā bija ievērojami zemāki par to, ko mēs redzam šodien. Pagaidām mēs nezinām visu, ko tas nozīmē uz mūsu planētas, ietekmi, taču pašreizējā ietekme ir nenoliedzama. Zemāk esošajā tabulā parādītas efektīvā jūras līmeņa izmaiņas pēdējos 35 000 gados (Lambeks un viņa kolēģi) un atmosfēras oglekļa daļas uz miljonu (Kokvilna un kolēģi).

• Gadu BP, jūras līmeņa starpība, PPM atmosfēras ogleklis
• 2018. gads, +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 laikmetā bija ūdens pārvietošanās no okeāniem uz ledu un planētas dinamiskā reakcija uz visa šī ledus, kas atradās mūsu kontinentos, milzīgo svaru. Ziemeļamerikā LGM laikā visu Kanādu, Aļaskas dienvidu krastu un Amerikas Savienoto Valstu 1/4 augšdaļu klāja ledus, kas stiepās uz dienvidiem līdz pat Aiovas un Rietumvirdžīnijas štatiem. Ledus ledus pārklāja arī Dienvidamerikas rietumu krastu un Andos, kas stiepjas līdz Čīlei un lielākajai daļai Patagonijas. Eiropā ledus izplatījās līdz dienvidiem līdz pat Vācijai un Polijai; Āzijā ledus loksnes sasniedza Tibetu. Lai arī viņi neredzēja ledu, Austrālija, Jaunzēlande un Tasmānija bija vienots zemes gabals; un kalnos visā pasaulē notika ledāji.

Vēlais pleistocēna periods piedzīvoja zāģiem līdzīgu riteņbraukšanu starp vēsiem ledāju un siltajiem starpledus periodiem, kad globālā temperatūra un atmosfēras CO² svārstījās līdz 80–100 ppm, kas atbilst temperatūras svārstībām 3–4 grādos pēc Celsija (5,4–7,2 grādi pēc Fārenheita): atmosfēras CO līmeņa paaugstināšanās² pirms pasaules ledus masas samazināšanās. Okeāns uzglabā oglekli (sauktu par oglekļa sekvestrācija), kad ledus ir maz, un tātad oglekļa pieplūdums atmosfērā, ko parasti izraisa dzesēšana, tiek glabāts mūsu okeānos. Tomēr zemāks jūras līmenis palielina arī sāļumu, un tas, kā arī citas liela mēroga fiziskās izmaiņas okeāna straumes un jūras ledus lauki arī veicina oglekļa piesaistīšanu.

Šī ir jaunākā izpratne par klimata pārmaiņu procesu LGM laikā no Lambeka et al.

• 35 000–31 000 cal BP— Lēns jūras līmeņa kritums (pāreja no Ålesund Interstadial)
• 31 000–30 000 cal BP—Palikumu kritums 25 metru attālumā ar strauju ledus augšanu, īpaši Skandināvijā
• 29 000–21 000 cal BP- pastāvīgs vai lēnām augošs ledus daudzums, Skandināvijas ledus lapas izplešanās uz austrumiem un dienvidiem un Laurentide ledus lapas izplešanās uz dienvidiem, zemākā 21
• 21 000–20 000 cal BP—Nobīdes pakāpe,
• 20,000–18,000cal BP- īslaicīgs jūras līmeņa celšanās par 10-15 metriem
• 18 000–16 500 cal BP—Tuvs pastāvīgs jūras līmenis
• 16 500–14 000 cal BP—Nozīmīga deglaciācijas fāze, efektīvas jūras līmeņa izmaiņas aptuveni par 120 metriem, vidēji 12 metri uz 1000 gadiem
• 14 500–14 000 cal BP- (Bølling - Allerød siltais periods), augsts līmeņa paaugstināšanās ātrums, vidējais jūras līmeņa paaugstinājums 40 mm gadā
• 14 000–12 500 cal BP—Jūras līmenis 1500 gadu laikā paaugstinās ~ 20 metrus
• 12 500–11 500 cal BP- (Younger Dryas), daudz samazināts jūras līmeņa paaugstināšanās temps
• 11 400–8 200 cal BP—Vienmērīgs globālais pieaugums, apmēram 15 m / 1000 gadu
• 8200–6,700 cal BP- samazināts jūras līmeņa paaugstināšanās temps, kas ir saskaņā ar Ziemeļamerikas novājināšanās beigu posmu pie 7ka
• 6700 cal BP – 1950—Jūras līmeņa paaugstināšanās pakāpeniski pazeminās
• 1950. gads—Pirmais jūras līmeņa celšanās pieaugums 8000 gadu laikā

Līdz 1890. gadu beigām rūpniecības revolūcija bija sākusi izmest atmosfērā pietiekami daudz oglekļa, lai ietekmētu globālo klimatu un sāktu pašreiz notiekošās pārmaiņas. Līdz pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem tādi zinātnieki kā Hanss Suess un Čārlzs Deivids Kīlings sāka apzināties cilvēkiem pievienotā oglekļa radītās briesmas atmosfērā. Saskaņā ar pasaules vidējo jūras līmeni (GMSL) Vides aizsardzības aģentūra, kopš 1880. gada ir pieaudzis gandrīz par 10 collām, un šķiet, ka ar visiem pasākumiem paātrinās.

Lielākā daļa pašreizējo jūras līmeņa celšanās agrīno pasākumu ir balstīti uz plūdmaiņu izmaiņām vietējā līmenī. Jaunāki dati iegūti no satelīta altimetrijas, kas ņem paraugus atklātajiem okeāniem, ļaujot precīzi noteikt kvantitatīvos datus. Šis mērījums sākās 1993. gadā, un 25 gadu ieraksts rāda, ka vidējais jūras līmenis ir paaugstinājies plkst kopš reģistrēšanas sākuma ātrums ir no 3 +/- 4 milimetriem gadā jeb kopumā gandrīz 3 collas (vai 7,5 cm). Arvien vairāk pētījumu rāda, ka, ja netiks samazināta oglekļa emisija, iespējams, ka par 2100 pieaugs vēl 2–5 pēdas (.65–1.30 m).

Jomas, kuras jau ietekmē jūras līmeņa paaugstināšanās, ietver Amerikas austrumu piekrasti, kur no 2011. līdz 2015. gadam jūras līmenis paaugstinājās līdz piecām collām (13 cm). Mērtles pludmale Dienvidkarolīnā 2018. gada novembrī piedzīvoja paaugstinātas plūdmaiņas, kas pārpludināja viņu ielas. Florida Everglades (Dessu un kolēģi 2018) jūras līmeņa celšanās tika mērīta 5 collās (13 cm) laikā no 2001. līdz 2015. gadam. Papildu ietekme ir sāls daudzumu palielināšanās, mainot veģetāciju, sakarā ar pieplūduma palielināšanos sausajā sezonā. Qu un kolēģi (2019) pētīja 25 plūdmaiņas stacijas Ķīnā, Japānā un Vjetnamā, un plūdmaiņu dati liecina, ka jūras līmeņa celšanās 1993. – 2016. Gadā bija 3,2 mm gadā (jeb 3 collas).

Ilgtermiņa dati ir apkopoti visā pasaulē, un tiek lēsts, ka līdz 2100. gadam 3–6 pēdas (1–2 metru) vidējā globālā jūras līmeņa paaugstināšanās ir iespējama, kopā ar 1,5–2 grādiem pēc Celsija sasilšana. Daži no tiešākajiem apgalvo, ka kāpums par 4,5 grādiem nav neiespējams, ja netiek samazinātas oglekļa emisijas.

Saskaņā ar visjaunākajām teorijām, LGM ietekmēja cilvēku kolonizācijas progresu Amerikas kontinentos. LGM laikā iebraukšanu Amerikā bloķēja ledus loksnes: daudzi zinātnieki tagad uzskata, ka kolonisti sāka ienākt Amerikā pāri Beringam, iespējams, jau 30 000 gadu laikā pirms.

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

• _{Burgers L, Burke A un Higham T. 2017. Agrākais cilvēku klātbūtne Ziemeļamerikā, kas sasniegts pēdējais ledāju maksimums: Jauni radiokarbona datumi no Zilo zilo alu, Kanāda.PLOS VIEN 12 (1): e0169486.}
• _{Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z un Etheridge DM. 2016. Tviņš imitēja Pēdējā ledāja maksimuma klimatu un ieskatu globālajā jūras oglekļa ciklā. Pagātnes klimats 12(12):2271-2295.}
• _{Kokvilna JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM un Still CJ. 2016. Klimats, CO2 un Ziemeļamerikas zālāju vēsture kopš pēdējā ledāju maksimuma.Zinātnes sasniegumi 2 (e1501346).}
• Dessu, Shimelis B., et al. "Jūras līmeņa paaugstināšanās un saldūdens pārvaldības ietekme uz ilgtermiņa ūdens līmeni un ūdens kvalitāti Floridas piekrastes Evergladesā." Vides pārvaldības žurnāls 211 (2018): 164–76. Drukāt.
• _{Lambeks K, Roubijs H, Purčels A, Saule Y un Sambridža M. 2014. Jūras līmenis un globālais ledus daudzums no pēdējā ledāja maksimuma līdz holocēnam.Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgrēns A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR un Vandenberghe J. 2016. Uz ĢIS balstītas kartes un ziemeļu puslodes mūžīgā sasaluma apgabala aplēses pēdējā ledāja maksimuma laikā.Mūžīgais sasalums un periglaciālie procesi 27(1):6-16.}
• _{Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE un Kaplan MR. 2015. Pēdējā ledāja maksimuma radiokarbona hronoloģija un tā izbeigšanās Patagonijas ziemeļrietumos.Kvartāra zinātnes atsauksmes 122:233-249.}
• Nerems, R. S., et al. "Klimata pārmaiņu vadīts paātrināts jūras līmeņa paaugstinājums, kas atklāts altimetra laikmetā." Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti 115.9 (2018): 2022–25. Drukāt.
• Qu, Ying, et al. "Piekrastes jūras līmeņa celšanās ap Ķīnas jūrām." Globālās un planētu izmaiņas 172 (2019): 454–63. Drukāt.
• Slengen, Aimée B. A., et al. "Novērtējot divdesmitā gadsimta jūras līmeņa celšanās modeļa simulācijas. I daļa: Globālās vidējās jūras līmeņa izmaiņas." Klimata žurnāls 30.21 (2017): 8539–63. Drukāt.
• _{Willerslev E, Davison J, Moora M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gussarova G, Haile J et al. 2014. Piecdesmit tūkstoši gadu ilga Arktikas veģetācija un megafaunāla diēta.Daba 506(7486):47-51.}