BUZ DEVRI NEDIR?

Send

Bilim adamları bir süredir Dünya'nın iklim değişikliği döngülerinden geçtiğini biliyorlar. Dünya'nın yörüngesindeki değişiklikler, jeolojik faktörler ve / veya Güneş enerjisi üretimindeki değişiklikler nedeniyle, Dünya zaman zaman yüzeyinde ve atmosfer sıcaklıklarında önemli düşüşler yaşar. Bu, uzun süreli buzullaşma dönemleri veya daha çok “buz devri” olarak bilinen şeyle sonuçlanır.

Bu dönemler, birkaç milyon yılda bir meydana gelen buz tabakalarının Dünya yüzeyinde büyümesi ve genişlemesi ile karakterizedir. Tanım olarak, hala son büyük buzul çağındayız - son Pliyosen çağında (yaklaşık 2.58 milyon yıl önce) - ve şu anda buzulların geri çekilmesiyle karakterize edilen bir buzullar arası dönemdeyiz.

Tanım:

“Buz Devri” terimi, bazen Dünya tarihinin soğuk dönemlerine atıfta bulunmak için liberal olarak kullanılırken, bu buzul dönemlerinin karmaşıklığına bel bağlamaktadır. En doğru tanım, buz çağlarının, buz tabakalarının ve buzulların gezegen boyunca genişlediği, küresel sıcaklıklarda önemli düşüşlere karşılık gelen ve milyonlarca yıl sürdüğü dönemler olmasıdır.

Buzul çağı boyunca, ekvator ve kutuplar arasında önemli sıcaklık farklılıkları vardır ve derin deniz seviyelerindeki sıcaklıkların da düştüğü gösterilmiştir. Bu, gezegenin yüzey alanının çoğunu kaplayan büyük buzulların (kıtalarla karşılaştırılabilir) genişlemesine izin verir. Kambriyen öncesi dönemden bu yana (yaklaşık 600 milyon yıl önce), buz çağları yaklaşık 200 milyon yıl gibi geniş aralıklarla meydana gelmiştir.

Çalışmanın Tarihçesi:

Geçmiş buzul dönemleri hakkında teorileştiren ilk bilim adamı 18. yüzyıl İsviçreli mühendis ve coğrafyacı Pierre Martel'di. 1742'de bir Alp vadisini ziyaret ederken, büyük kayaların düzensiz oluşumlarda dağılması hakkında yazdı, bu da yerlilerin bir zamanlar daha da uzadığı buzullara atfedildi. Benzer açıklamalar, dünyanın diğer bölgelerinde benzer kaya parçası dağılımı modelleri için önümüzdeki on yıllarda ortaya çıkmaya başladı.

18. yüzyılın ortalarından itibaren Avrupalı akademisyenler gittikçe artan bir şekilde buzları kayalık malzeme taşımanın bir aracı olarak düşünmeye başladılar. Bu Baltık ülkelerinde ve İskandinav yarımadasında kıyı bölgelerinde kayalar bulunmasını da içeriyordu. Bununla birlikte, ilk kez dünya çapında buz çağlarının varlığını tartışan Danimarka-Norveçli jeolog Jens Esmark (1762-1839) idi.

Bu teori, 1824'te yayınladığı ve Dünya'nın iklimindeki değişikliklerin (yörüngesindeki değişikliklerden kaynaklandı) sorumlu olduğunu önerdiği bir makalede detaylandırıldı. Bunu 1832'de Alman jeolog ve orman profesörü Albrecht Reinhard Bernhardi, kutup buzullarının bir zamanlar dünyanın ılıman bölgelerine kadar ulaşmış olabileceği konusunda spekülasyon yaptı.

Aynı zamanda, Alman botanikçi Karl Friedrich Schimper ve İsviçreli Amerikalı biyolog Louis Agassiz, küresel buzlanma ile ilgili kendi teorilerini bağımsız olarak geliştirmeye başladılar, bu da Chimper'in 1837'de “buz devri” terimini üretmesine yol açtı. 19. yüzyılın sonlarında, buz devri teorisi yavaş yavaş Dünya'nın orijinal, erimiş halden yavaş yavaş soğuduğu düşüncesi üzerinde yaygın kabul görmeye başladı.

20. yüzyılda, Sırp polimeri Milutin Milankovic, uzun vadeli iklim değişikliklerini Dünya'nın Güneş çevresindeki yörüngesindeki periyodik değişikliklerle ilişkilendiren Milankovic döngüleri konseptini geliştirdi. Bu, buzul çağları için belirgin bir açıklama sundu ve bilim insanlarının Dünya ikliminde ne zaman önemli değişikliklerin tekrar meydana gelebileceği konusunda tahminlerde bulunmalarını sağladı.

Buzul Çağı Kanıtı:

Buz devri teorisi için jeolojik ve kimyasaldan paleontolojiye (yani fosil kaydı) kadar üç kanıt türü vardır. Her birinin kendine özgü faydaları ve dezavantajları vardır ve bilim insanlarının buz çağlarının son birkaç milyar yıldır jeolojik kayıtlar üzerindeki etkisine ilişkin genel bir anlayış geliştirmelerine yardımcı olmuştur.

Jeolojik: Jeolojik kanıtlar kaya ovma ve çizilmeyi, oyulmuş vadileri, kendine özgü sırt tiplerinin oluşumunu ve konsolide olmayan malzemelerin (morainler) ve büyük kayaların düzensiz oluşumlarda birikmesini içerir. İlk başta buz devri teorisine yol açan bu tür kanıtlar olsa da, mizaç olarak kalmaktadır.

Birincisi, birbirini takip eden buzullaşma dönemleri, jeolojik kanıtları zamanla bozma veya silme eğilimi gösteren bir bölge üzerinde farklı etkilere sahiptir. Buna ek olarak, jeolojik kanıtların tam olarak tarihlendirilmesi zordur ve buzul ve bölgeler arası sürelerin ne kadar sürdüğü konusunda doğru bir değerlendirme elde etmek söz konusu olduğunda sorunlara neden olur.

Kimyasal: Bu, büyük ölçüde tortu ve kaya örneklerinde bulunan fosillerdeki izotop oranlarındaki değişikliklerden oluşur. Daha yeni buzul periyotları için, büyük ölçüde daha ağır izotopların varlığından (daha yüksek buharlaşma sıcaklıklarına yol açan) küresel bir sıcaklık rekoru oluşturmak için buz çekirdekleri kullanılır. Genellikle o zamanki atmosferin kompozisyonunu değerlendirmek için incelenen hava kabarcıkları da içerirler.

Bununla birlikte, sınırlamalar çeşitli faktörlerden kaynaklanmaktadır. Bunların en önemlisi, doğru tarihleme üzerinde kafa karıştırıcı bir etkiye sahip olabilen izotop oranlarıdır. Ancak en son buzul ve buzullararası dönemler söz konusu olduğunda (yani son birkaç milyon yıl boyunca), buz çekirdeği ve okyanus tortu çekirdeği örnekleri en güvenilir kanıt biçimidir.

paleontolojik: Bu kanıt, fosillerin coğrafi dağılımındaki değişikliklerden oluşmaktadır. Temel olarak, daha sıcak koşullarda gelişen organizmalar buzul dönemlerinde yok olur (veya daha düşük enlemlerde yüksek oranda kısıtlanır), soğuk adapte olmuş organizmalar da aynı enlemlerde gelişir. Ergo, daha yüksek enlemlerde düşük miktarda fosil buzul buz tabakalarının yayıldığının bir göstergesidir.

Bu kanıtların yorumlanması da zor olabilir, çünkü fosillerin incelenen jeolojik dönemle ilgili olmasını gerektirir. Ayrıca, geniş enlem aralıklarında ve uzun sürelerdeki sedimanların farklı bir korelasyon göstermesini gerektirir (zaman içinde Dünya'nın kabuğundaki değişiklikler nedeniyle). Buna ek olarak, milyonlarca yıldır koşullardaki değişikliklerden hayatta kalma yeteneğini gösteren birçok eski organizma var.

Sonuç olarak, bilim adamları mümkün olan her yerde kombine bir yaklaşıma ve birden fazla kanıt hattına güvenmektedir.

Buz Çağlarının Nedenleri:

Bilimsel fikir birliği, buzul çağının başlangıcına çeşitli faktörlerin katkıda bulunduğu şeklindedir. Bunlar, Dünya'nın Güneş çevresindeki yörüngesindeki değişiklikleri, tektonik plakaların hareketini, Güneş enerjisi çıkışındaki değişimleri, atmosferik kompozisyondaki değişiklikleri, volkanik aktiviteyi ve hatta büyük göktaşlarının etkisini içerir. Bunların çoğu birbiriyle ilişkilidir ve her oyunun tartışmaya açık rolü.

Dünya'nın Yörüngesi: Esasen, Dünya'nın Güneş çevresindeki yörüngesi, Milankovic (veya Milankovitch) döngüleri olarak da bilinen bir fenomen olan zaman içinde döngüsel değişikliklere maruz kalır. Bunlar, Güneş'ten uzaklıkların değişmesi, Dünya ekseninin önceliği ve Dünya ekseninin değişen eğimi ile karakterize edilir - bunların hepsi Dünya tarafından alınan güneş ışığının yeniden dağıtılmasına neden olur.

Milankovic yörünge zorlaması için en zorlayıcı kanıt, Dünya tarihinin en son (ve incelenen) dönemine (son 400.000 yıl civarında) yakındır. Bu dönemde, buzul ve buzullar arası dönemlerin zamanlaması, Milankovic yörünge zorlama dönemlerindeki değişikliklere o kadar yakındır ki, son buzul çağı için en yaygın kabul gören açıklamadır.

Tektonik plakalar:Jeolojik kayıt buz çağlarının başlangıcı ile Dünya kıtalarının konumları arasında belirgin bir korelasyon göstermektedir. Bu dönemlerde, kutuplara ılık su akışını bozan veya engelleyen, böylece buz tabakalarının oluşmasına izin veren pozisyondaydılar.

Bu da, Dünya'nın atmosferi ve kabuğu tarafından emilen güneş enerjisi miktarını azaltan Dünya'nın albedo'yu arttırdı. Bu, buz tabakalarının ilerlemesinin Dünya'nın albedo'yu daha da artırdığı ve daha fazla soğutma ve daha fazla buzullaşmaya izin verdiği olumlu bir geri bildirim döngüsü ile sonuçlandı. Bu, bir sera etkisi başlangıcının buzullaşma dönemini sona erdirene kadar devam edecektir.

Geçmiş buz çağlarına dayanarak, buzul çağına yol açabilecek üç konfigürasyon tanımlanmıştır - Dünya'nın direğinin üstünde oturan bir kıta (Antarktika'nın bugün yaptığı gibi); kutup kilitli bir deniz kara ile kilitleniyor (bugün Arktik Okyanusu gibi); ve ekvatorun çoğunu kapsayan bir süper kıta (Rodinia'nın Kriyojenik dönemde yaptığı gibi).

Buna ek olarak, bazı bilim adamları 70 milyon yıl önce oluşan Himalaya dağ zincirinin en son buzul çağında önemli bir rol oynadığına inanıyorlar. Dünya'nın toplam yağış miktarını artırarak, CO²'nin atmosferden uzaklaştırılma oranını da artırdı (böylece sera etkisini azalttı). Onun varlığı ayrıca, son 40 milyon yılda Dünya'nın ortalama sıcaklığındaki uzun vadeli düşüşe paralel olmuştur.

Atmosferik Bileşim: Sera gazlarının seviyelerinin buz tabakalarının ilerlemesi ile düştüğü ve geri çekilmeleriyle yükseldiğine dair kanıtlar vardır. Buzun geçmişte en azından bir kez tamamen veya neredeyse gezegeni kapladığı “Kartopu Dünyası” hipotezine göre, geç Proterozoic'in buzul çağı, volkanikle ilişkilendirilen atmosferdeki CO² seviyelerindeki artışla sona erdi. püskürmeler.

Bununla birlikte, artan seviyelerde karbondioksitin nedenten ziyade bir geri bildirim mekanizması olarak hizmet etmiş olabileceğini öne sürenler vardır. Örneğin, 2009 yılında uluslararası bir bilim adamları ekibi, “Son Buzul Maksimum” başlıklı bir çalışma üretti; bu, güneş ışınımındaki bir artışın (yani Güneş'ten emilen enerjinin) ilk değişikliği sağladığını, buna karşılık sera gazları değişimin büyüklüğü.

Büyük Buz Çağları:

Bilim adamları Dünya tarihinde en az beş büyük buzul çağının yaşandığını belirlediler. Bunlara Huronian, Cryogenian, Andean-Saharan, Karoo ve Qauternary buz çağları dahildir. Huronian Buz Devri, yaklaşık 2.4 ila 2.1 milyar yıl önce, Huron Gölü'nün kuzey ve kuzey doğusunda gözlemlenen jeolojik kanıtlara dayanarak (ve Michigan ve Batı Avustralya'da bulunan yataklarla ilişkili) erken Protzerozoik Eon'a tarihlenmektedir.

Kriyojen Buzul Çağı kabaca 850-630 milyon yıl önce yaşamış ve belki de Dünya tarihinin en şiddetli yaşıydı. Bu dönemde buzul buz tabakalarının ekvatora ulaştığı ve böylece bir “Kartopu Dünyası” senaryosuna yol açtığı düşünülmektedir. Ayrıca, bir sera etkisini tetikleyen volkanik aktivitedeki ani bir artış nedeniyle sona erdiğine inanılmaktadır, ancak (not edildiği gibi) bu tartışmaya tabidir.

And-Sahra Buzul Çağı Geç Ordovisiyen ve Silüriyen döneminde (kabaca 460 ila 420 milyon yıl önce) meydana geldi. Adından da anlaşılacağı gibi, buradaki kanıtlar, Batı Sahra'daki Tassili n'Ajjer dağ silsilesinden alınan jeolojik örneklere dayanmaktadır ve Güney Amerika'daki And dağlarının yanı sıra Arap yarımadası ve güneyinden elde edilen kanıtlarla ilişkilendirilmiştir. Amazon havzası).

Karoo Buz Devri, Devoniyen döneminin başlangıcında (yaklaşık 360 ila 260 milyon yıl önce) kara bitkilerinin evrimine atfedilir, bu da gezegen oksijen seviyelerinde uzun vadeli bir artışa ve CO² seviyelerinde bir azalmaya neden olur - küresel soğutma. Adı, Güney Afrika'nın Karoo bölgesinde bulunan ve Arjantin'de bulunan kanıtlarla ilişkili tortul yataklardan sonradır.

Pliyosen-Kuaterner buzullaşması olarak bilinen mevcut buzul çağı, yaklaşık 2.58 milyon yıl önce, Kuzey Yarımkürede buz tabakalarının yayılmasının başladığı Pliyosen'in sonlarında başladı. O zamandan beri dünya, buz tabakalarının ilerlediği ve 40.000 ila 100.000 yıllık zaman ölçeklerinde geri çekildiği birkaç buzul ve bölgeler arası dönem yaşadı.

Dünya şu anda bölgeler arası bir dönemde ve son buzul dönemi yaklaşık 10.000 yıl önce sona erdi. Bir zamanlar dünya çapında uzanan kıtasal buz tabakalarının kalıntıları artık Grönland ve Antarktika'nın yanı sıra Baffin Adası'nı kaplayanlar gibi daha küçük buzullarla sınırlı.

Antropojenik İklim Değişikliği:

Buz çağlarının atfettiği tüm mekanizmaların (yani yörünge zorlaması, güneş zorlaması, jeolojik ve volkanik aktivite) atfettiği kesin rol henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bununla birlikte, karbondioksit ve diğer sera gazı emisyonlarının rolü göz önüne alındığında, son yıllarda insan faaliyetinin gezegen üzerindeki uzun vadeli etkilerinin ne olacağı konusunda büyük endişe kaynağı olmuştur.

Örneğin, en az iki büyük buz çağında, Kriyojenik ve Karoo Buzul Çağlarının, atmosferik sera gazlarındaki artış ve düşüşlerin önemli bir rol oynadığına inanılmaktadır. Yörünge zorlamanın buzul çağının sona ermesinin birincil nedeni olduğuna inanılan diğer tüm durumlarda, artan sera gazı emisyonları sıcaklıkta daha da büyük artışlara yol açan olumsuz geri beslemeden hala sorumluydu.

İnsan aktivitesi ile CO2 ilavesi, dünyada meydana gelen iklim değişikliklerinde de doğrudan rol oynamıştır. Şu anda, insanlar tarafından fosil yakıtların yakılması, radyasyon zorlamanın (yani Sera Etkisi) gerçekleşmesini sağlayan ana sera gazlarından biri olan dünyadaki en büyük karbondioksit emisyonu kaynağını (yaklaşık% 90) oluşturmaktadır.

2013 yılında, Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi, 19. yüzyılda ölçümlerin başlamasından bu yana, üst atmosferdeki CO² seviyelerinin milyonda 400 parçaya (ppm) ilk kez ulaştığını açıkladı. Emisyonların artmakta olduğu mevcut orana dayanarak NASA, önümüzdeki yüzyılda karbon seviyelerinin 550 ila 800 ppm arasında olabileceğini tahmin ediyor.

Önceki senaryo böyle ise, NASA ortalama küresel sıcaklıklarda 2,5 ° C'lik (4,5 ° F) bir artış beklemektedir ve bu sürdürülebilir olacaktır. Ancak, ikinci senaryonun böyle olduğu kanıtlanırsa, küresel sıcaklıklar ortalama 4,5 ° C (8 ° F) artacak ve bu da gezegenin birçok kısmı için hayatı savunulamaz hale getirecektir. Bu nedenle kalkınma ve yaygın ticari evlat edinme için alternatifler aranmaktadır.

Dahası, 2012'de yayınlanan bir araştırma araştırmasına göre Doğa Jeolojisi- “Mevcut küresel buzulların doğal uzunluğunun belirlenmesi” başlıklı - CO²'nin insan emisyonlarının da gelecek buzul çağını ertelemesi bekleniyor. Araştırma ekibi, buzullar arası sürelerin uzunluğunu hesaplamak için Dünya'nın yörüngesindeki verileri kullanarak, bir sonraki buzun (1500 yıl içinde beklenen) atmosferik CO² seviyelerinin 240 ppm'nin altında kalmasını gerektirdiği sonucuna vardı.

Daha uzun buzul çağları ve Dünya'nın geçmişinde meydana gelen daha kısa buzul dönemleri hakkında daha fazla bilgi edinmek, Dünya'nın ikliminin zamanla nasıl değiştiğini anlamak için önemli bir adımdır. Bilim adamları, modern iklim değişikliğinin ne kadarının insan yapımı olduğunu ve hangi karşı önlemlerin geliştirilebileceğini belirlemeye çalıştıklarından bu özellikle önemlidir.

Space Age için Buz Devri hakkında birçok makale yazdık. İşte Yeni Çalışma, Volkanizmin Sürdüğü Küçük Buz Devri'ni, Bir Katil Asteroid Gezegeni Buz Devri'ne Taşıdı mı ?, Slushball Dünyası Oldu mu? Ve Mars Buz Devri'nden mi Çıkıyor?

Dünya hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz NASA’nın Dünyadaki Güneş Sistemi Keşif Rehberine göz atın. İşte NASA’nın Dünya Gözlemevi'ne bir bağlantı.

Ayrıca Dünya gezegeniyle ilgili bir Astronomi Cast bölümü de kaydettik. Bölüm 51: Dünya ve Bölüm 308: İklim Değişikliği.

Kaynak: