Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Дегляциация описывает переход от полных ледниковых условий во время ледниковых периодов к теплым межледниковым периодам , характеризуемым глобальным потеплением и повышением уровня моря из-за изменения объема континентального льда. [1] Таким образом, это относится к отступлению в леднике , листового льда или замороженного поверхностного слоя, и в результате воздействия на земной поверхности «ы. Упадок криосферы из-за абляции может происходить в любом масштабе от глобального до локализованного и до конкретного ледника. [2] После последнего ледникового максимума(около 21000 лет назад) началась последняя дегляциация, продолжавшаяся до раннего голоцена . [3] [4] На большей части Земли дегляциация за последние 100 лет ускорилась в результате изменения климата , частично вызванного антропогенными изменениями в парниковых газах . [5]

Предыдущая дегляциация произошла примерно между 22 тыс.до 11.5ка. Это произошло, когда средняя годовая температура атмосферы на Земле повысилась примерно на 5 ° C, что также сопровождалось региональным потеплением в высоких широтах, которое превысило 10 ° C. За этим также последовало заметное потепление глубоководных и тропических морей, примерно на 1-2 ° C (глубоководные) и 2-4 ° C (тропические моря). Мало того, что произошло это потепление, но и произошли заметные изменения в глобальном гидрологическом бюджете, и изменились региональные режимы осадков. В результате всего этого таяли основные ледовые щиты мира, в том числе расположенные в Евразии, Северной Америке и некоторых частях Антарктики. В результате уровень моря поднялся примерно на 120 метров. Эти процессы не происходили постоянно, и они также не происходили одновременно. [4]

Фон [ править ]

Процесс дегляциации отражает отсутствие баланса между существующей ледниковой протяженностью и климатическими условиями. В результате чистого отрицательного баланса массы с течением времени ледники и ледяные щиты отступают. Повторяющиеся периоды увеличения и уменьшения протяженности глобальной криосферы (как следует из наблюдений за ядрами льда и горных пород, поверхностными формами рельефа, подземными геологическими структурами, летописью окаменелостей и другими методами датирования) отражают циклический характер глобального и регионального гляциология измеряется ледниковыми периодами и меньшими периодами, известными как ледниковые и межледниковые . [6] [7] С конца Последнего ледникового периодаоколо 12000 лет назад ледяные щиты отступили в глобальном масштабе, и Земля переживала относительно теплый межледниковый период, отмеченный только высокогорными альпийскими ледниками на большинстве широт с более крупными ледяными покровами и морским льдом на полюсах. [8] Однако с начала промышленной революции человеческая деятельность способствовала быстрому увеличению скорости и масштабов дегляциации во всем мире. [9] [10]

Гренландия [ править ]

Исследование , опубликованная в 2014 году предполагает , что ниже Гренландии «s Рассел Glacier ледяного листа» с, метанотрофы могли бы служить в качестве биологической раковины метана для подледнога экосистемы, и область была по крайней мере в течение времени выборки, источник атмосферного метана . Судя по растворенному метану в пробах воды, Гренландия может представлять собой значительный глобальный источник метана и может вносить значительно больший вклад из-за продолжающейся дегляциации. [11] Исследование, проведенное в 2016 году, пришло к выводу на основе прошлых данных о том, что под ледниковым щитом Гренландии и Антарктиды могут существовать клатраты метана . [12]

Причины и последствия [ править ]

Смотрите также: Повышение уровня моря

В любом масштабе климат влияет на состояние снега и льда на поверхности Земли. В более холодные периоды массивные ледяные щиты могут простираться к экватору , тогда как в более теплые, чем сегодня, периоды Земля может быть полностью свободной ото льда. Между температурой поверхности и концентрацией парниковых газов, таких как CO 2, в атмосфере существует значительная, подтвержденная эмпирическим путем, положительная взаимосвязь . Более высокая концентрация, в свою очередь, оказывает сильное негативное влияние на глобальные масштабы и стабильность криосферы. [13] [14]На тысячелетних временных масштабах плейстоценовых ледниковых и межледниковых циклов пейсмейкером начала оледенения и таяния являются изменения орбитальных параметров, названные циклами Миланковича . В частности, низкая летняя инсоляция в северном полушарии способствует росту ледяных щитов, в то время как высокая летняя инсоляция вызывает большую абляцию, чем накопление снега зимой.

Человеческая деятельность, способствующая изменению климата , особенно широкое использование ископаемого топлива за последние 150 лет и связанное с этим увеличение концентрации CO 2 в атмосфере , является основной причиной более быстрого отступления альпийских ледников и континентальных ледниковых щитов по всему миру. [9] Например, Западно-Антарктический ледяной щит значительно отступил и теперь вносит свой вклад в петлю положительной обратной связи, которая угрожает дальнейшей дегляциацией или коллапсом. Недавно обнаженные районы Южного океана содержат давно секвестрированные запасы CO 2, которые в настоящее время выбрасываются в атмосферу и продолжают влиять на динамику ледников.[14]

Принцип изостазии применяется непосредственно к процессу дегляциации, особенно после ледникового восстановления , который является одним из основных механизмов, посредством которых изостазия наблюдается и изучается. Постледниковый отскок означает усиление активности тектонических поднятий сразу после отступления ледников. [15] Повышенные темпы и обилие вулканической активности были обнаружены в регионах, переживающих послеледниковый отскок. Если в достаточно большом масштабе, увеличение вулканической активности обеспечивает положительную обратную связь для процесса дегляциации в результате выброса CO 2 и метана из вулканов. [16] [17]

Периоды дегляциации также частично вызваны океаническими процессами. [18] Например, прерывания обычной глубокой циркуляции холодной воды и глубины проникновения в Северной Атлантике имеют обратную связь, которая способствует дальнейшему отступлению ледников. [19]

Обледенение влияет на уровень моря, потому что вода, ранее находившаяся на суше в твердой форме, превращается в жидкую воду и в конечном итоге стекает в океан. Недавний период интенсивной дегляциации привел к среднему глобальному повышению уровня моря на 1,7 мм / год в течение всего ХХ века и на 3,2 мм / год в течение последних двух десятилетий, что является очень быстрым повышением. [20]

Физические механизмы, с помощью которых происходит дегляциация, включают таяние , испарение , сублимацию , отел и эоловые процессы, такие как умывание ветром.

Исчезновение ледникового покрова Лаурентидского ледника [ править ]

На протяжении всей эпохи плейстоцена ледниковый щит Лаурентиды распространился на большие площади северной части Северной Америки, занимая площадь более 5 000 000 квадратных миль. Ледяной щит Лаурентиды в некоторых районах достигал 10 000 футов в глубину и доходил до 37 ° северной широты. Нанесенная на карту протяженность ледникового щита Лаурентид во время дегляциации была подготовлена ​​Дайком и др. [21]Циклы дегляциации обусловлены различными факторами, главным из которых являются изменения приходящей летней солнечной радиации или инсоляции в Северном полушарии. Но, поскольку не все повышения инсоляции с течением времени вызвали дегляциацию нынешних объемов льда, которые мы наблюдаем сегодня. Это приводит к другому выводу, предполагающему, что существует возможный климатический порог с точки зрения отступления и, в конечном итоге, исчезновения ледяных щитов. Поскольку Лаурентид был самым крупным ледяным щитом в Северном полушарии, было проведено много исследований, касающихся его исчезновения, разгрузки моделей баланса энергии, моделей общей циркуляции атмосферы и океана и моделей баланса поверхностной энергии. Эти исследования пришли к выводу, что ледяной покров Лаурентиды имел положительный баланс поверхностной массы в течение почти всего периода его дегляциации.что указывает на то, что потеря массы во время его дегляциации была более чем вероятна из-за динамического разряда. Только в раннем голоцене баланс массы на поверхности стал отрицательным. Это изменение к отрицательному балансу поверхностной массы позволило предположить, что абляция поверхности стала движущей силой, которая привела к потере массы льда в ледяном щите Лаурентида. Отсюда делается вывод, что ледяной щит Лаурентиды начал демонстрировать поведение и характер дегляциации только после радиационного воздействия и повышения летних температур в начале голоцена.Это изменение к отрицательному балансу поверхностной массы позволило предположить, что абляция поверхности стала движущей силой, которая привела к потере массы льда в ледяном щите Лаурентида. Отсюда делается вывод, что ледяной щит Лаурентиды начал демонстрировать поведение и характер дегляциации только после радиационного воздействия и повышения летних температур в начале голоцена.Это изменение к отрицательному балансу поверхностной массы позволило предположить, что абляция поверхности стала движущей силой, которая привела к потере массы льда в ледяном щите Лаурентида. Отсюда делается вывод, что ледяной щит Лаурентиды начал демонстрировать поведение и характер дегляциации только после радиационного воздействия и повышения летних температур в начале голоцена.[22]

Результат дегляциации ледникового покрова Лаурентида [ править ]

Когда ледяной покров Лаурентиды прошел процесс дегляциации, он создал множество новых форм рельефа и оказал различное влияние на сушу. Прежде всего, по мере таяния огромных ледников возникает большой объем талой воды. Объемы талой воды создали множество особенностей, в том числе прогляциальные.пресноводные озера, которые могут быть значительными. Мало того, что талая вода образовывала озера, были штормы, которые обрушивались на внутренние пресные воды. Эти штормы создавали волны, достаточно сильные, чтобы разрушить ледяные берега. После того, как ледяные скалы обнажились из-за повышения уровня моря и эрозии, вызванной волнами, айсберги раскололись и откололись. Преобладали крупные озера, но также и более мелкие, мелководные и относительно недолговечные озера. Это появление и исчезновение небольших неглубоких озер во многом повлияло на рост, распространение и разнообразие растений, которые мы наблюдаем сегодня. Озера служили препятствием для миграции растений, но когда они осушались, растения могли мигрировать и распространяться очень эффективно. [23]

Последняя дегляциация [ править ]

Основная статья: отступление ледников в голоцене
Температура от 20 000 до 10 000 лет назад, полученная из ледяного ядра EPICA Dome C (Антарктида).
Постледниковый уровень моря

Период между концом последнего ледникового максимума и ранним голоценом (примерно 19-11 тысяч лет назад) показывает изменения в концентрациях парниковых газов и атлантической опрокидывающейся меридиональной циркуляции (AMOC), когда уровень моря поднялся на 80 метров. [4] Кроме того, последняя дегляциация отмечена тремя резкими импульсами CO2 [24], а записи вулканических извержений показывают, что субаэральный вулканизм увеличился в глобальном масштабе в два-шесть раз по сравнению с фоновыми уровнями между 12 и 7 тысячелетиями. [25]

Примерно между 19-м градусом и концом последнего ледникового максимума (или LGM) до 11-го градуса, который был ранним голоценом, климатическая система претерпела резкие изменения. Большая часть этих изменений происходила с поразительной скоростью, поскольку Земля переживала конец последнего ледникового периода. Изменения инсоляции были основной причиной этого резкого глобального изменения климата, так как это было связано с несколькими другими глобальными изменениями, от изменения ледяных щитов до колебания концентрации парниковых газов и многими другими обратными связями, которые привели к разным ответам. как на глобальном, так и на региональном уровне. Изменились не только ледяные щиты и парниковые газы, но и внезапное изменение климата., и много случаев быстрого и значительного повышения уровня моря. Таяние ледяных щитов и повышение уровня моря произошло только после 11 град. Тем не менее, земной шар подошел к своему нынешнему межледниковому периоду, когда климат сравнительно постоянен и стабилен, а концентрации парниковых газов близки к доиндустриальным уровням. Все эти данные доступны благодаря исследованиям и информации, собранной из косвенных записей, как с суши, так и с океана, которые иллюстрируют общие глобальные закономерности изменений климата в период Обледенения. [4]

Во время последнего ледникового максимума (LGM) наблюдалась очевидная низкая концентрация углекислого газа (CO2) в атмосфере, которая, как полагали, была результатом большего сдерживания углерода в глубинах океана в результате процесса стратификации в Южном океане. Эти глубокие воды Южного океана содержали наименьшее значение δ13C, что, следовательно, привело к тому, что они были местом с наибольшей плотностью и наибольшим содержанием соли во время LGM. Выброс такого секвестрированного углерода, возможно, был прямым результатом опрокидывания глубин Южного океана, вызванного усиленным ветровым апвеллингом и отступлением морского льда, которые напрямую связаны с потеплением Антарктики, а также совпадают с холодными явлениями. , древнейший и младший дриас, на севере. [4]

На всем протяжении LGM в Северной Америке восток был населен холодоустойчивыми хвойными лесами, в то время как на юго-востоке и северо-западе США сохранялись открытые леса в местах, где сегодня леса закрыты, что предполагает, что во время LGM температуры были ниже, а общие условия были намного суше, чем те, которые мы наблюдаем сегодня. Есть также признаки того, что юго-запад Соединенных Штатов был намного более влажным во время LGM по сравнению с сегодняшним днем, поскольку там был открытый лес, где сегодня мы видим пустыню и степь. В Соединенных Штатах общая изменчивость растительности подразумевает общее понижение температуры (минимум на 5 ° C), смещение западных траекторий штормов на юг и очень крутой широтный градиент температуры. [4]

Формы суши [ править ]

Основная статья: Ледниковый рельеф

Некоторые формы рельефа, видимые сегодня, отличаются мощными эрозионными силами, действующими во время или сразу после дегляциации. Распространение таких форм рельефа помогает понять ледниковую динамику и геологические периоды прошлого. Изучение обнаженных форм рельефа также может дать представление о настоящем и ближайшем будущем, поскольку ледники по всему миру отступают в нынешний период изменения климата. [26] В целом, недавно дегляциализированные ландшафты по своей природе нестабильны и будут стремиться к равновесию. [27]

Отбор образцов распространенных форм рельефа, вызванных дегляциацией или последовательных геоморфических процессов после воздействия дегляциации:

  • Морена
  • Эскер
  • Чайник
  • Каме
  • Драмлин
  • Термокарст
  • Туннельная долина
  • Прогляциальное озеро
  • Подледниковый канал

См. Также [ править ]

  • Криосейсм
  • МГЭИК - Межправительственная группа экспертов по изменению климата
  • Специальный доклад о глобальном потеплении на 1,5 ° C - публикация МГЭИК
  • Хронология оледенения
  • Четвертичное оледенение
  • Поздний ледниковый максимум
  • Последний ледниковый период
  • Антарктический переворот холода
  • Ледниковый неустойчивый
  • Till - ледниковый тилл
  • Голоценовое отступление ледников
  • Отступление ледников с 1850 г.

Ссылки [ править ]

  1. ^ МГЭИК AR5 (2013). «Изменение климата 2013: основы физических наук - Приложение III: Глоссарий» (PDF) .
  2. ^ Международная ассоциация криосферных наук (2011). «Глоссарий баланса массы ледников и связанных с ним терминов» . Цифровая библиотека ЮНЕСКО . Проверено 8 февраля 2021 .
  3. ^ IPCC (2007). «Что показывают последний ледниковый максимум и последнее выпадение оледенения?» .
  4. ^ Б с д е е Кларк; и другие. (2011). «Глобальная эволюция климата во время последней дегляциации» . PNAS . 109 (19): E1134 – E1142. DOI : 10.1073 / pnas.1116619109 . PMC 3358890 . PMID 22331892 .  
  5. ^ «Ледники и изменение климата» . NSIDC . Национальный центр данных по снегу и льду. 2017 . Дата обращения 1 июня 2017 .
  6. ^ Хименес-Санчес, М .; и другие. (2013). «Обзор ледниковой геоморфологии и хронологии на севере Испании: время и региональная изменчивость в течение последнего ледникового цикла». Геоморфология . 196 : 50–64. DOI : 10.1016 / j.geomorph.2012.06.009 . ЛВП : 10261/82429 .
  7. ^ Bentley MJ (2009). «Палеонтологическая летопись Антарктики и ее роль в улучшении прогнозов будущих изменений антарктического ледникового щита» (PDF) . Журнал четвертичной науки . 25 (1): 5–18. DOI : 10.1002 / jqs.1287 .
  8. Перейти ↑ Carlson AE, Clark PU (2012). «Ледниковые источники повышения уровня моря и сброса пресной воды во время последней дегляциации». Обзоры геофизики . 50 (4): 4. Bibcode : 2012RvGeo..50.4007C . DOI : 10.1029 / 2011RG000371 .
  9. ^ а б Ханна Е .; и другие. (2013). «Баланс массы ледникового покрова и изменение климата» (PDF) . Природа . 498 (7452): 51–59. DOI : 10,1038 / природа12238 . PMID 23739423 .  
  10. ^ Странео F., Хельмбы P. (2013). «Североатлантическое потепление и отступление выходных ледников Гренландии». Природа . 504 (7478): 36–43. DOI : 10,1038 / природа12854 . PMID 24305146 . 
  11. ^ Маркус Дизер; Эрик LJE Broemsen; Карен Камерон; Гэри М. Кинг; Аманда Ахбергер; Кайла Чокетт; Биргит Хагедорн; Рон Слеттен; Карен Юнг и Брент К. Кристнер (2014). «Молекулярные и биогеохимические доказательства круговорота метана под западной границей Гренландского ледникового щита» . Журнал ISME . 8 (11): 2305–2316. DOI : 10.1038 / ismej.2014.59 . PMC 4992074 . PMID 24739624 .  
  12. ^ Алексей Портнов; Сунил Вадаккепулиямбатта; Юрген Минерт и Алан Хаббард (2016). «Хранение и выброс метана с помощью ледникового покрова в Арктике» . Nature Communications . 7 : 10314. Bibcode : 2016NatCo ... 710314P . DOI : 10.1038 / ncomms10314 . PMC 4729839 . PMID 26739497 .  
  13. Перейти ↑ Lewis SL, Maslin MA (2015). «Определение антропоцена». Природа . 519 (7542): 171–180. Bibcode : 2015Natur.519..171L . DOI : 10,1038 / природа14258 . PMID 25762280 . 
  14. ^ a b Sigman DM, Hain MP, Haug GH (2010). «Полярный океан и ледниковые циклы концентрации CO 2 в атмосфере ». Природа . 466 (7302): 47–55. DOI : 10,1038 / природа09149 . PMID 20596012 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Árnadóttir T .; и другие. (2008). «Отскок ледников и распространение плит: результаты первых общенациональных GPS-наблюдений в Исландии» . Международный геофизический журнал . 177 (2): 691–716. DOI : 10.1111 / j.1365-246X.2008.04059.x .
  16. ^ Huybers П., Ленгмюра С. (2009). «Обратная связь между дегляциацией, вулканизмом и атмосферным CO 2 » . Письма о Земле и планетологии . 286 (3–4): 479–491. Bibcode : 2009E и PSL.286..479H . DOI : 10.1016 / j.epsl.2009.07.014 .
  17. ^ Синтон Дж, Grönvold К., Sæmundsson К. (2005). «Постледниковая история извержений Западной вулканической зоны, Исландия» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 6 (12): н / д. Bibcode : 2005GGG ..... 612009S . DOI : 10.1029 / 2005GC001021 . S2CID 85510535 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  18. ^ Аллен CS, Pike J., Pudsey CJ (2011). "Последний ледниково-межледниковый покров морского льда в юго-западной части Атлантического океана и его потенциальная роль в глобальной дегляциации". Четвертичные научные обзоры . 30 (19–20): 2446–2458. DOI : 10.1016 / j.quascirev.2011.04.002 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  19. ^ Alley RB, Кларк PU (1999). «ДЕГЛАЦИАЦИЯ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ: глобальная перспектива». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах . 27 : 149–182. DOI : 10.1146 / annurev.earth.27.1.149 . S2CID 10404755 . 
  20. ^ Meyssignac Б., Казенав А. (2012). «Уровень моря: обзор современных и недавних изменений и изменчивости». Журнал геодинамики . 58 : 96–109. DOI : 10.1016 / j.jog.2012.03.005 .
  21. ^ Дайк, AS; Мур, А .; Робертсон, Л. (2003). Дегляциация Северной Америки . Геологическая служба Канады, открытый файл 1574. doi : 10.4095 / 214399 .
  22. ^ Ульман; и другие. (2015). «Неустойчивость лаурентидного ледникового покрова во время последней дегляциации». Природа Геонауки . 8 (7): 534–537. DOI : 10.1038 / ngeo2463 .
  23. ^ Пиелу, EC (1991). После ледникового периода . Чикаго: Издательство Чикагского университета. п. 25. ISBN 978-0226668123.
  24. ^ «Новое исследование показывает три резких импульса CO2 во время последней дегляциации» . Государственный университет Орегона. 29 октября 2014 г.
  25. ^ Питер Хайберс; Чарльз Ленгмюр (2009). «Обратная связь между дегляциацией, вулканизмом и атмосферным CO2» (PDF) . Письма о Земле и планетах . 286 (3–4): 479–491. Bibcode : 2009E и PSL.286..479H . DOI : 10.1016 / j.epsl.2009.07.014 .
  26. ^ Cowie Н.М., Мур Р.Д., Хасан М. (2013). «Влияние отступления ледников на прогляциальные потоки и прибрежные зоны на побережье и в Северных каскадных горах». Процессы земной поверхности и формы рельефа . 29 (3): 351–365. DOI : 10.1002 / esp.3453 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  27. ^ Баллантин CK (2002). «Параледниковая геоморфология». Четвертичные научные обзоры . 21 (18–19): 1935–2017. DOI : 10.1016 / S0277-3791 (02) 00005-7 .