L'era glaciale. Periodo di glaciazione

Esistono diverse ipotesi sulle cause delle glaciazioni. I fattori alla base di queste ipotesi possono essere suddivisi in astronomici e geologici. I fattori astronomici che causano il raffreddamento sulla terra includono:

1. Cambiare l'inclinazione dell'asse terrestre
2. Deviazione della Terra dalla sua orbita lontano dal Sole
3. Radiazione termica irregolare proveniente dal sole.

I fattori geologici includono processi di formazione delle montagne, attività vulcanica e movimento continentale.
Ognuna delle ipotesi ha i suoi svantaggi. Pertanto, l’ipotesi che collega la glaciazione con le epoche di costruzione delle montagne non spiega l’assenza di glaciazione nel Mesozoico, sebbene i processi di costruzione delle montagne fossero piuttosto attivi durante quest’epoca.
L'intensificazione dell'attività vulcanica, secondo alcuni scienziati, porta al riscaldamento del clima terrestre, mentre altri ritengono che porti al raffreddamento. Secondo l'ipotesi del movimento dei continenti, enormi aree di terra nel corso della storia dello sviluppo della crosta terrestre si sono spostate periodicamente da un clima caldo a un clima freddo e viceversa.

Durante il tempo storia geologica pianeta, risalente a più di 4 miliardi di anni fa, la Terra ha vissuto diversi periodi di glaciazione. La più antica glaciazione uroniana risale a 4,1 - 2,5 miliardi di anni, la glaciazione gneissiana ha 900 - 950 milioni di anni. Ulteriori ere glaciali si ripeterono abbastanza regolarmente: Sturt - 810 - 710, Varangiano - 680 - 570, Ordoviciano - 410 - 450 milioni di anni fa. La penultima era glaciale sulla Terra ebbe luogo tra 340 e 240 milioni di anni fa e fu chiamata Gondwana. Ora c'è un'altra era glaciale sulla Terra, chiamata Cenozoico, iniziata 30-40 milioni di anni fa con la comparsa della calotta glaciale antartica. L'uomo è apparso e vive nell'era glaciale. Negli ultimi milioni di anni la glaciazione della Terra è andata aumentando, e quindi vaste aree dell’Europa, America del Nord e in parte in Asia sono occupati da ghiacciai di copertura, ridotti alle dimensioni attuali. Negli ultimi milioni di anni sono stati identificati 9 cicli di questo tipo. Tipicamente, il periodo di crescita ed esistenza delle calotte glaciali nell'emisfero settentrionale è circa 10 volte più lungo del periodo di distruzione e ritiro. I periodi di ritiro dei ghiacciai sono detti interglaciali. Viviamo ora nel periodo di un altro periodo interglaciale, chiamato Olocene.

Il problema centrale della criologia della Terra è l'identificazione e lo studio dei modelli generali di glaciazione del nostro pianeta. La criosfera della Terra sperimenta sia continue fluttuazioni stagionali e periodiche che cambiamenti secolari.

Le risposte a queste domande non riguardano solo gli scienziati. La glaciazione della Terra è un gigantesco processo planetario che preoccupa tutta l'umanità. Per trovare la risposta a queste domande, è necessario penetrare nei misteri della glaciazione, rivelare i modelli di sviluppo delle ere glaciali e stabilire le ragioni principali del loro verificarsi.
Il lavoro di molti scienziati eccezionali è stato dedicato alla risoluzione di questi problemi. Ma la complessità dei problemi è così grande che, secondo il famoso climatologo M. Schwarzbach, è quasi impossibile penetrare il mistero della glaciazione.

Ci sono molte teorie e ipotesi che cercano di risolvere questo mistero. Senza entrare nei dettagli di tutte le teorie e ipotesi, possiamo combinarle in tre gruppi principali.
Planetario - dove la ragione principale dell'inizio delle ere glaciali è considerata un cambiamento significativo che si verifica sul pianeta: spostamento dei poli, movimento dei continenti, processi di costruzione delle montagne, che sono accompagnati da cambiamenti nella circolazione delle correnti aeree e oceaniche e nell'aspetto dei ghiacciai, inquinamento atmosferico da prodotti dell'attività vulcanica, cambiamenti nella concentrazione di anidride carbonica e ozono nell'atmosfera.

Le ipotesi planetarie includono anche ipotesi astronomiche che spiegano la glaciazione del pianeta con cambiamenti nell'orbita terrestre, cambiamenti nell'angolo di inclinazione del suo asse di rotazione, distanza dal Sole, ecc.

Solare: ipotesi e teorie che spiegano l'emergere dei periodi di glaciazione dalla ritmicità dei processi energetici che si verificano nelle profondità del Sole. Come risultato di questi processi, si verificano cambiamenti periodici nella quantità di energia solare che raggiunge la Terra. La durata di questi periodi è di diverse centinaia di milioni di anni, il che è coerente con la periodicità delle ere glaciali.

In prima approssimazione viene spiegata anche la ritmicità dei processi di avanzamento e ritiro dei ghiacciai all'interno di ciascuna era glaciale.

Ipotesi e teorie spaziali. Secondo loro, esistono fattori cosmici che aiutano a spiegare la natura ciclica del cambiamento climatico e l’inizio delle ere glaciali sulla Terra. Tali ragioni possono includere flussi di energia radiante o flussi di particelle che causano cambiamenti nei processi energetici sia all'interno del Sole che all'interno della Terra, nuvole di polvere cosmica che assorbono parzialmente l'energia del Sole, nonché fattori a noi ancora sconosciuti. Di grande interesse, ad esempio, è l'ipotesi sulla possibilità di interazione del flusso di neutrini con la materia dell'interno terrestre. Merita molta attenzione la coincidenza del periodo di alternanza delle ere glaciali (circa 250 milioni di anni) con il periodo di rivoluzione del sistema solare attorno al centro della Galassia (220-230 milioni di anni). Ancora più sorprendente è la vicinanza (data la scarsa precisione nel determinare tali quantità) di questo periodo con una periodicità (circa 300 milioni di anni) di onde di condensazione della materia nei bracci della nostra Galassia, che nascono a seguito dell'espulsione di giganteschi masse di materia che ruotano a velocità enorme dal centro della Galassia. A proposito, l'ultima ondata di questo shock, avvenuta 60 milioni di anni fa, coincide sorprendentemente con il tempo geologico della scomparsa dei rettili giganti alla fine del periodo Cretaceo dell'era Mesozoica.

Sembra che sia possibile comprendere e studiare le dinamiche del clima e il verificarsi delle ere glaciali solo sulla base di una sintesi di fattori cosmici, solari e planetari.
Qualche parola sulla previsione del destino termico della Terra, o più precisamente, sull'andamento probabilistico dei processi termici su scale temporali astrofisiche.
Strettamente correlato al problema della previsione del corso naturale della glaciazione sul nostro pianeta è il problema del cambiamento artificiale del clima del pianeta. Gli scienziati impegnati in criologia si trovano di fronte al compito di stabilire una soglia per la crescita della produzione di energia sulla Terra, oltre la quale possono verificarsi cambiamenti nell'involucro fisico-geografico molto indesiderabili per l'umanità (inondazione della terra durante lo scioglimento dell'Antartide e altri ghiacciai, aumento eccessivo della temperatura dell'aria e scioglimento degli strati ghiacciati della Terra).

Cosa determina la diminuzione della temperatura media della Terra?

È stato suggerito che la causa sia un cambiamento nella quantità di calore ricevuto dal Sole. Sopra abbiamo parlato della periodicità di 11 anni della radiazione solare. Potrebbero esserci periodi più lunghi. In questo caso, le ondate di freddo possono essere associate ad una minima radiazione solare. Un aumento o una diminuzione della temperatura sulla Terra avviene anche con una quantità costante di energia proveniente dal Sole ed è determinato anche dalla composizione dell'atmosfera.
Nel 1909 S. Arrhenius sottolineò per primo l'enorme ruolo dell'anidride carbonica come regolatore della temperatura degli strati superficiali dell'aria. L'anidride carbonica trasmette liberamente i raggi del sole alla superficie terrestre, ma assorbe la maggior parte della radiazione termica terrestre. È uno schermo colossale che impedisce il raffreddamento del nostro pianeta. Attualmente il contenuto di anidride carbonica nell’atmosfera non supera lo 0,03%. Se questa cifra viene dimezzata, allora la media temperature annuali nelle zone temperate diminuirà di 4-5° C, il che potrebbe portare all'inizio di un'era glaciale.

Lo studio dell'attività vulcanica moderna e antica ha consentito al vulcanologo I.V. Melekestsev ha associato il raffreddamento e la glaciazione che lo provoca con un aumento dell'intensità del vulcanismo. È noto che il vulcanismo influenza in modo significativo l'atmosfera terrestre, modificandone la composizione del gas, la temperatura e inquinandola anche con materiale di cenere vulcanica finemente suddivisa. Enormi masse di cenere, misurate in miliardi di tonnellate, vengono espulse dai vulcani nell'atmosfera superiore e poi trasportate da correnti a getto in tutto il mondo. Pochi giorni dopo l'eruzione del vulcano Bezymyanny nel 1956, le sue ceneri furono scoperte nell'alta troposfera sopra Londra. Il materiale di cenere rilasciato durante l'eruzione del Monte Agung del 1963 sull'isola di Bali (Indonesia) è stato trovato ad un'altitudine di circa 20 km sopra il Nord America e l'Australia. L'inquinamento dell'atmosfera da parte delle ceneri vulcaniche provoca una significativa diminuzione della sua trasparenza e, di conseguenza, un indebolimento della radiazione solare del 10-20% rispetto alla norma. Inoltre, le particelle di cenere fungono da nuclei di condensazione, contribuendo allo sviluppo di grandi nubi. L’aumento della nuvolosità, a sua volta, riduce significativamente la quantità di radiazione solare. Secondo i calcoli di Brooks, un aumento della nuvolosità dal 50 (tipico del presente) al 60% porterebbe ad una diminuzione della temperatura media annuale sul globo di 2°C.

Ci sono stati lunghi periodi nella storia della Terra in cui l'intero pianeta era caldo, dall'equatore ai poli. Ma ci sono stati anche tempi così freddi che le glaciazioni hanno raggiunto le regioni che attualmente appartengono zone temperate. Molto probabilmente, il cambiamento di questi periodi è stato ciclico. IN tempi caldi poteva esserci relativamente poco ghiaccio, e si trovava solo nelle regioni polari o sulle cime delle montagne. Caratteristica importante le ere glaciali è che cambiano la natura superficie terrestre: ogni glaciazione incide aspetto Terra. Questi cambiamenti stessi possono essere piccoli e insignificanti, ma sono permanenti.

Storia dell'era glaciale

Non sappiamo esattamente quante ere glaciali ci siano state nel corso della storia della Terra. Conosciamo almeno cinque, forse sette ere glaciali, a partire dal Precambriano, in particolare: 700 milioni di anni fa, 450 milioni di anni fa (periodo Ordoviciano), 300 milioni di anni fa - glaciazione Permiano-Carbonifero, una delle più grandi ere glaciali , che colpisce i continenti meridionali. I continenti meridionali significano il cosiddetto Gondwana, un antico supercontinente che comprendeva l'Antartide, l'Australia, Sud America, India e Africa.

La glaciazione più recente si riferisce al periodo in cui viviamo. Il periodo Quaternario dell'era Cenozoica iniziò circa 2,5 milioni di anni fa, quando i ghiacciai dell'emisfero settentrionale raggiunsero il mare. Ma i primi segni di questa glaciazione risalgono a 50 milioni di anni fa in Antartide.

Struttura di ciascuno era glaciale periodico: ci sono periodi caldi relativamente brevi e ci sono periodi di ghiaccio più lunghi. Naturalmente i periodi freddi non sono solo il risultato delle glaciazioni. La glaciazione è la conseguenza più evidente dei periodi freddi. Vi sono comunque periodi abbastanza lunghi che fanno molto freddo, nonostante l'assenza di glaciazioni. Oggi, esempi di tali regioni sono l'Alaska o la Siberia, dove fa molto freddo in inverno, ma non c'è glaciazione perché non ci sono abbastanza precipitazioni per fornire abbastanza acqua per la formazione dei ghiacciai.

Scoperta dell'era glaciale

Sappiamo che ci sono ere glaciali sulla Terra dalla metà del 19° secolo. Tra i tanti nomi associati alla scoperta di questo fenomeno, il primo è solitamente il nome di Louis Agassiz, un geologo svizzero vissuto a metà del XIX secolo. Studiò i ghiacciai delle Alpi e si accorse che un tempo erano molto più estesi di oggi. Non è stato l'unico a notarlo. In particolare, anche Jean de Charpentier, un altro svizzero, ha notato questo fatto.

Non sorprende che queste scoperte siano state fatte principalmente in Svizzera, poiché nelle Alpi esistono ancora i ghiacciai, anche se si stanno sciogliendo abbastanza rapidamente. È facile vedere che un tempo i ghiacciai erano molto più grandi: basta osservare il paesaggio svizzero, gli avvallamenti (valli glaciali) e così via. Fu però Agassiz il primo a proporre questa teoria nel 1840, pubblicandola nel libro “Étude sur les ghiacciai”, e successivamente, nel 1844, a sviluppare questa idea nel libro “Système glaciare”. Nonostante lo scetticismo iniziale, col tempo le persone iniziarono a rendersi conto che questo era effettivamente vero.

Con l'avvento della cartografia geologica, soprattutto in Nord Europa, divenne chiaro che in precedenza i ghiacciai avevano dimensioni enormi. All'epoca si discuteva molto su come queste informazioni fossero collegate al Diluvio perché c'era un conflitto tra le prove geologiche e gli insegnamenti biblici. Inizialmente, i depositi glaciali furono chiamati colluviali perché considerati la prova del Diluvio Universale. Solo più tardi si seppe che questa spiegazione non era adatta: questi depositi erano testimonianza di un clima freddo e di estese glaciazioni. All'inizio del XX secolo divenne chiaro che esistevano molte glaciazioni, non una sola, e da quel momento questo campo della scienza iniziò a svilupparsi.

Ricerca sull'era glaciale

Sono note le prove geologiche delle ere glaciali. La principale testimonianza delle glaciazioni proviene dai caratteristici depositi formati dai ghiacciai. Sono conservati nella sezione geologica sotto forma di strati spessi e ordinati di sedimenti speciali (sedimenti) - diamicton. Si tratta semplicemente di accumuli glaciali, ma comprendono non solo i depositi di un ghiacciaio, ma anche depositi di acqua di disgelo formati da corsi d'acqua di disgelo, laghi glaciali o ghiacciai che si spostano verso il mare.

Esistono diverse forme di laghi glaciali. La loro principale differenza è che sono uno specchio d'acqua circondato da ghiaccio. Ad esempio, se abbiamo un ghiacciaio che si innalza nella valle di un fiume, allora blocca la valle, come un tappo di sughero in una bottiglia. Naturalmente, quando il ghiaccio blocca una valle, il fiume continuerà a scorrere e il livello dell’acqua aumenterà fino a straripare. Pertanto, attraverso il contatto diretto con il ghiaccio, si forma un lago glaciale. Ci sono alcuni sedimenti contenuti in tali laghi che possiamo identificare.

A causa del modo in cui si sciolgono i ghiacciai, che dipende cambiamenti stagionali temperature, il ghiaccio si scioglie ogni anno. Ciò porta ad un aumento annuale di sedimenti minori che cadono da sotto il ghiaccio nel lago. Se poi guardiamo nel lago, vediamo delle stratificazioni (sedimenti stratificati ritmicamente), conosciuti anche con il nome svedese “varve”, che significa “accumulo annuale”. Quindi possiamo effettivamente vedere la stratificazione annuale nei laghi glaciali. Possiamo anche contare queste varve e scoprire da quanto tempo esisteva questo lago. In generale, con l'aiuto di questo materiale possiamo ottenere molte informazioni.

In Antartide possiamo vedere enormi piattaforme di ghiaccio che scorrono dalla terra al mare. E naturalmente il ghiaccio è galleggiante, quindi galleggia sull'acqua. Galleggiando trasporta con sé ciottoli e piccoli sedimenti. Gli effetti termici dell'acqua provocano lo scioglimento del ghiaccio e la perdita di questo materiale. Ciò porta alla formazione di un processo chiamato rafting di rocce che vanno nell'oceano. Quando vediamo i depositi fossili di questo periodo, possiamo scoprire dove si trovava il ghiacciaio, quanto si estendeva e così via.

Cause delle glaciazioni

I ricercatori ritengono che le ere glaciali si verifichino perché il clima della Terra dipende dal riscaldamento irregolare della sua superficie da parte del Sole. Ad esempio, le regioni equatoriali, dove il Sole è quasi verticalmente sopra la testa, sono le zone più calde, mentre le regioni polari, dove forma un ampio angolo rispetto alla superficie, sono le più fredde. Ciò significa che le differenze nel riscaldamento delle diverse parti della superficie terrestre guidano la macchina oceano-atmosferica, che cerca costantemente di trasferire calore dalle regioni equatoriali ai poli.

Se la Terra fosse una normale sfera, questo trasferimento sarebbe molto efficiente e il contrasto tra l’equatore e i poli sarebbe molto piccolo. Questo è successo in passato. Ma poiché ora ci sono i continenti, essi ostacolano questa circolazione e la struttura dei suoi flussi diventa molto complessa. Le correnti semplici sono limitate e alterate, in gran parte dalle montagne, portando ai modelli di circolazione che vediamo oggi che guidano gli alisei e le correnti oceaniche. Ad esempio, una teoria sul perché l’era glaciale iniziò 2,5 milioni di anni fa collega questo fenomeno alla comparsa delle montagne dell’Himalaya. L’Himalaya sta ancora crescendo molto rapidamente e si scopre che l’esistenza di queste montagne in una parte molto calda della Terra controlla fattori come il sistema dei monsoni. L'inizio dell'era glaciale quaternaria è anche associato alla chiusura dell'istmo di Panama, che collega il nord e il sud America, che ha impedito il trasferimento di calore dalla zona equatoriale l'oceano Pacifico all'Atlantico.

Se la posizione dei continenti l’uno rispetto all’altro e rispetto all’equatore consentisse alla circolazione di funzionare in modo efficace, allora farebbe caldo ai poli e condizioni relativamente calde persisterebbero su tutta la superficie terrestre. La quantità di calore ricevuta dalla Terra sarebbe costante e varierebbe solo leggermente. Ma poiché i nostri continenti creano gravi barriere alla circolazione tra nord e sud, ci siamo pronunciati zone climatiche. Ciò significa che i poli sono relativamente freddi e le regioni equatoriali sono calde. Quando le cose sono come sono adesso, la Terra può cambiare a causa delle variazioni nella quantità di calore solare che riceve.

Queste variazioni sono quasi del tutto costanti. La ragione di ciò è che nel tempo l'asse terrestre cambia, così come l'orbita terrestre. Data questa complessa zonazione climatica, i cambiamenti orbitali possono contribuire a cambiamenti climatici a lungo termine, portando a fluttuazioni climatiche. Per questo motivo non abbiamo glassate continue, ma periodi di glassatura, interrotti da periodi caldi. Ciò avviene sotto l'influenza dei cambiamenti orbitali. Gli ultimi cambiamenti orbitali sono considerati come tre eventi separati: uno della durata di 20mila anni, il secondo di 40mila anni e il terzo di 100mila anni.

Ciò ha portato a deviazioni nel modello dei cambiamenti climatici ciclici durante l’era glaciale. Molto probabilmente la formazione di ghiaccio si è verificata durante questo periodo ciclico di 100mila anni. L'ultimo periodo interglaciale, caldo quanto quello attuale, durò circa 125mila anni, seguito poi da una lunga era glaciale, durata circa 100mila anni. Ora viviamo in un altro intermezzo era glaciale. Questo periodo non durerà per sempre, quindi in futuro ci aspetta un’altra era glaciale.

Perché finiscono le ere glaciali?

I cambiamenti orbitali cambiano il clima e si scopre che le ere glaciali sono caratterizzate dall'alternanza di periodi freddi, che possono durare fino a 100mila anni, e periodi caldi. Le chiamiamo ere glaciale (glaciale) e interglaciale (interglaciale). L'era interglaciale è solitamente caratterizzata approssimativamente dalle stesse condizioni che osserviamo oggi: alto livello mari, aree limitate di ghiaccio e così via. Naturalmente esistono ancora glaciazioni in Antartide, Groenlandia e altri luoghi simili. Ma in generale, le condizioni climatiche sono relativamente calde. Questa è l'essenza dell'interglaciale: alti livelli del mare, condizioni di temperatura calda e un clima generalmente abbastanza uniforme.

Ma durante l'era glaciale temperatura media annuale cambia in modo significativo, le zone vegetative sono costrette a spostarsi verso nord o sud a seconda dell'emisfero. Regioni come Mosca o Cambridge diventano disabitate, almeno in inverno. Anche se possono essere abitate in estate per il forte contrasto tra le stagioni. Ma ciò che in realtà sta accadendo è che le zone fredde si stanno espandendo in modo significativo, la temperatura media annuale sta diminuendo e le condizioni climatiche generali stanno diventando molto fredde. Mentre i più grandi eventi glaciali sono relativamente limitati nel tempo (forse circa 10mila anni), l’intero Lungo Periodo Freddo può durare 100mila anni o anche di più. Ecco come appare la ciclicità glaciale-interglaciale.

A causa della lunghezza di ciascun periodo, è difficile dire quando usciremo dall’era attuale. Ciò è dovuto alla tettonica a placche, la posizione dei continenti sulla superficie della Terra. Attualmente il Polo Nord e il Polo Sud sono isolati: l'Antartide è a Polo Sud e l'Oceano Artico a nord. Per questo motivo c'è un problema con la circolazione del calore. Fino a quando la posizione dei continenti non cambierà, questa era glaciale continuerà. Sulla base dei cambiamenti tettonici a lungo termine, si può presumere che ci vorranno altri 50 milioni di anni nel futuro prima che si verifichino cambiamenti significativi che consentano alla Terra di emergere dall’era glaciale.

Conseguenze geologiche

Ciò libera vaste aree della piattaforma continentale che ora sono sommerse. Ciò significherebbe, ad esempio, che un giorno sarebbe possibile camminare dalla Gran Bretagna alla Francia, dalla Nuova Guinea alla Nuova Guinea Sud-est asiatico. Uno dei luoghi più critici è lo stretto di Bering, che collega l'Alaska con Siberia orientale. È abbastanza basso, circa 40 metri, quindi se il livello del mare scende a cento metri, quest'area diventerà terraferma. Ciò è importante anche perché piante e animali potranno migrare attraverso questi luoghi ed entrare in regioni che oggi non possono raggiungere. Pertanto, la colonizzazione del Nord America dipende dalla cosiddetta Beringia.

Gli animali e l'era glaciale

È importante ricordare che noi stessi siamo "prodotti" dell'era glaciale: ci siamo evoluti durante essa, quindi possiamo sopravvivere. Ma non è una questione individuale, bensì dell’intera popolazione. Il problema oggi è che siamo troppi e le nostre attività hanno cambiato significativamente le condizioni naturali. In condizioni naturali, molti degli animali e delle piante che vediamo oggi lo hanno lunga storia e sopravvivono molto bene all'era glaciale, anche se ci sono quelli che si evolvono leggermente. Migrano e si adattano. Ci sono aree in cui animali e piante sono sopravvissuti all'era glaciale. Questi cosiddetti refugia erano situati più a nord o a sud della loro attuale distribuzione.

Ma a causa dell’attività umana, alcune specie morirono o si estinsero. Ciò è avvenuto in tutti i continenti, forse ad eccezione dell’Africa. Un numero enorme di grandi vertebrati, vale a dire i mammiferi, così come i marsupiali in Australia, furono sterminati dall'uomo. Ciò è stato causato direttamente dalle nostre attività, come la caccia, o indirettamente dalla distruzione del loro habitat. Gli animali che oggi vivono alle latitudini settentrionali vivevano un tempo nel Mediterraneo. Abbiamo distrutto questa regione così tanto che probabilmente sarà molto difficile per questi animali e piante colonizzarla di nuovo.

Conseguenze del riscaldamento globale

In condizioni normali secondo gli standard geologici, saremmo tornati all’era glaciale abbastanza presto. Ma a causa del riscaldamento globale, che è una conseguenza dell’attività umana, lo stiamo ritardando. Non saremo in grado di prevenirlo del tutto, poiché esistono ancora le ragioni che lo hanno causato in passato. L’attività umana, un elemento non voluto dalla natura, sta influenzando il riscaldamento atmosferico, che potrebbe aver già ritardato la prossima glaciazione.

Oggi, il cambiamento climatico è una questione molto urgente ed entusiasmante. Se la calotta glaciale della Groenlandia si sciogliesse, il livello del mare aumenterebbe di sei metri. In passato, durante la precedente epoca interglaciale, avvenuta circa 125mila anni fa, la calotta glaciale della Groenlandia si sciolse abbondantemente e il livello del mare divenne 4-6 metri più alto di oggi. Questa, ovviamente, non è la fine del mondo, ma non è nemmeno una difficoltà temporanea. Dopotutto, la Terra si è ripresa da disastri precedenti e sarà in grado di sopravvivere anche a questo.

Le previsioni a lungo termine per il pianeta non sono negative, ma per le persone la questione è diversa. Più ricerche facciamo, più comprendiamo come la Terra sta cambiando e dove sta andando, meglio comprendiamo il pianeta su cui viviamo. Questo è importante perché le persone stanno finalmente iniziando a pensare ai cambiamenti del livello del mare, il riscaldamento globale e l'influenza di tutte queste cose su agricoltura e popolazione. Molto di questo ha a che fare con lo studio delle ere glaciali. Attraverso questi studi apprendiamo i meccanismi delle glaciazioni e possiamo utilizzare questa conoscenza in modo proattivo per cercare di mitigare alcuni di questi cambiamenti che noi stessi causiamo. Questo è uno dei principali risultati e uno degli obiettivi della ricerca sull’era glaciale.
Naturalmente, la conseguenza principale dell’era glaciale sono le enormi calotte glaciali. Da dove viene l'acqua? Dagli oceani, ovviamente. Cosa succede durante le ere glaciali? I ghiacciai si formano a causa delle precipitazioni sulla terraferma. Poiché l’acqua non viene restituita all’oceano, il livello del mare sta diminuendo. Durante le glaciazioni più intense il livello del mare può abbassarsi di oltre un centinaio di metri.

Glaciazione del Dnepr
fu massimo nel Pleistocene medio (250-170 o 110 mila anni fa). Consisteva in due o tre fasi.

A volte l'ultima fase della glaciazione del Dnepr si distingue come glaciazione indipendente di Mosca (170-125 o 110 mila anni fa), e il periodo di tempo relativamente caldo che li separa è considerato l'interglaciale di Odintsovo.

Nella fase massima di questa glaciazione, una parte significativa della pianura russa era occupata da una calotta glaciale che, in una stretta lingua lungo la valle del Dnepr, penetrava a sud fino alla foce del fiume. Aurelie. Nella maggior parte di questo territorio era presente il permafrost e la temperatura media annuale dell'aria non era superiore a -5-6°C.
Nel sud-est della pianura russa, nel Pleistocene medio, si verificò il cosiddetto "primo Khazar" dell'innalzamento del livello del Mar Caspio di 40-50 m, che consisteva in diverse fasi. La loro datazione esatta è sconosciuta.

Interglaciale Mikulin
Seguì la glaciazione del Dnepr (125 o 110-70 mila anni fa). In questo momento dentro regioni centrali L'inverno nella pianura russa era molto più mite di adesso. Se attualmente le temperature medie di gennaio sono vicine ai -10°C, durante l'interglaciale di Mikulino non sono scese sotto i -3°C.
Il tempo di Mikulin corrispondeva al cosiddetto innalzamento del “tardo Khazar” del livello del Mar Caspio. Nel nord della pianura russa si verificò un aumento sincrono del livello del Mar Baltico, che fu poi collegato ai laghi Ladoga e Onega e, forse, al Mar Bianco, nonché all'Oceano Artico. La fluttuazione totale del livello degli oceani mondiali tra le ere della glaciazione e lo scioglimento dei ghiacci è stata di 130-150 m.

Glaciazione Valdai
Dopo l'interglaciale Mikulino arrivò, costituito dalle glaciazioni del Primo Valdai o Tver (70-55 mila anni fa) e del Tardo Valdai o Ostashkovo (24-12:-10 mila anni fa), separate dal periodo del Medio Valdai di ripetute (fino a 5) fluttuazioni di temperatura, durante quale il clima era molto più freddo moderno (55-24 mila anni fa).
Nel sud della piattaforma russa, il primo Valdai è associato ad una significativa diminuzione “atteliana” - di 100-120 metri - del livello del Mar Caspio. Questo fu seguito dal “primo Khvalynian” innalzamento del livello del mare di circa 200 m (80 m sopra il livello originale). Secondo i calcoli di A.P. Chepalyga (Chepalyga, t. 1984), l'apporto di umidità al bacino del Caspio del periodo Khvalyniano superiore superava le sue perdite di circa 12 metri cubi. km all'anno.
Dopo l’innalzamento del livello del mare “del primo Khvalyniano”, seguì la diminuzione “Enotaevskij” del livello del mare, e poi di nuovo l’aumento del livello del mare del “tardo Khvalyniano” di circa 30 m rispetto alla sua posizione originale. Il massimo della trasgressione del tardo Khvalyniano si verificò, secondo G.I. Rychagov, alla fine del tardo Pleistocene (16mila anni fa). Il bacino del tardo Khvalyniano era caratterizzato da temperature della colonna d'acqua leggermente inferiori a quelle moderne.
Il nuovo abbassamento del livello del mare si è verificato abbastanza rapidamente. Raggiunse il massimo (50 m) all'inizio dell'Olocene (0,01-0 milioni di anni fa), circa 10 mila anni fa, e fu sostituito dall'ultimo innalzamento del livello del mare del "Nuovo Caspio" di circa 70 m circa 8 mille anni fa.
Approssimativamente le stesse fluttuazioni nella superficie dell'acqua si sono verificate nel Mar Baltico e nell'Oceano Artico. La fluttuazione totale del livello degli oceani mondiali tra le ere della glaciazione e lo scioglimento dei ghiacci era quindi di 80-100 m.

Secondo i risultati dell'analisi radioisotopica di oltre 500 diversi campioni geologici e biologici prelevati nel sud del Cile, alle medie latitudini occidentali Emisfero meridionale hanno sperimentato il riscaldamento e il raffreddamento contemporaneamente alle medie latitudini nell’emisfero settentrionale occidentale.

Capitolo " Il mondo nel Pleistocene. Le Grandi Glaciazioni e l'Esodo da Iperborea" / Undici glaciazioni quaternarieperiodo e guerre nucleari

©AV. Koltypin, 2010

Tracce di antiche ondate di freddo, lasciate da estese calotte glaciali, si trovano in tutti i continenti moderni, sul fondo degli oceani e nei sedimenti di diverse ere geologiche.

L'era Proterozoica ebbe inizio con l'accumulo dei primi e più antichi depositi glaciali finora rinvenuti. Nel periodo compreso tra 2,5 e 1,95 miliardi di anni a.C. fu notata l'era della glaciazione uroniana. Circa un miliardo di anni dopo, iniziò una nuova era di glaciazione, quella degli Gneisses (950-900 milioni di anni fa), e dopo altri 100-150 mila anni iniziò l'era glaciale della Stera. Il Precambriano termina con l'era della glaciazione Varagiana (680-570 milioni di anni a.C.).

Il Fanerozoico inizia con il caldo periodo Cambriano, ma dopo 110 milioni di anni dal suo inizio si notò la glaciazione dell'Ordoviciano (460-410 milioni di anni a.C.), e circa 280 milioni di anni fa culminò la glaciazione del Gondwana (340-240 milioni di anni a.C.). ). La nuova era calda continuò fino a circa la metà dell'era Cenozoica, quando iniziò la moderna era di glaciazione Cenozoica.

Tenendo conto delle fasi di sviluppo e completamento, le ere glaciali hanno occupato circa la metà del tempo dell'evoluzione della Terra negli ultimi 2,5 miliardi di anni. Condizioni climatiche durante i periodi glaciali erano più variabili che durante i periodi caldi “senza ghiacci”. I ghiacciai si ritirarono e avanzarono, ma rimasero invariabilmente ai poli del pianeta. Durante le ere glaciali, la temperatura media della Terra era di 7-10 °C inferiore rispetto alle ere calde. Quando i ghiacciai sono cresciuti, la differenza è aumentata fino a 15-20 °C. Ad esempio, nel periodo più caldo a noi più vicino, la temperatura media sulla Terra era di circa 22 °C, mentre oggi, nell’era glaciale cenozoica, è di soli 15 °C.

L’era Cenozoica è un’era di declino graduale e consistente temperatura media sulla superficie della Terra, l'era di transizione dall'era calda all'era delle glaciazioni, iniziata circa 30 milioni di anni fa. Il sistema climatico nel Cenozoico cambiò in modo tale che circa 3 milioni di anni fa il calo generale della temperatura fu sostituito da fluttuazioni quasi periodiche, associate alla crescita periodica della glaciazione.

IN alte latitudini il raffreddamento è stato molto intenso - diverse decine di gradi - durante la permanenza zona equatoriale c'erano diversi gradi. La zonazione climatica, vicina a quella moderna, fu stabilita circa 2,5 milioni di anni fa, sebbene le aree di clima rigido artico e antartico in quell'epoca fossero più piccole e i confini del clima temperato, subtropicale e clima tropicale erano a latitudini più elevate. Le fluttuazioni del clima e della glaciazione della Terra consistevano nell'alternanza di ere glaciali interglaciali "calde" e "fredde".

Durante le ere "calde", le calotte glaciali della Groenlandia e dell'Antartide avevano dimensioni vicine a quelle moderne: 1,7 e 13 milioni di metri quadrati. km rispettivamente. Durante le ere fredde, i ghiacciai, ovviamente, aumentarono, ma l'aumento principale della glaciazione si verificò a causa dell'emergere di grandi calotte glaciali nel Nord America e nell'Eurasia. L'area dei ghiacciai ha raggiunto circa 30 milioni di km³ nell'emisfero settentrionale e 15 milioni di km³ nell'emisfero meridionale. Le condizioni climatiche degli interglaciali erano simili a quelle moderne e persino più calde.

Circa 5,5mila anni fa, l’“ottimale climatico” fu sostituito dal cosiddetto “raffreddamento dell’età del ferro”, culminato circa 4mila anni fa. In seguito a questo raffreddamento iniziò un nuovo riscaldamento, che continuò nel primo millennio d.C. Questo riscaldamento è noto come “ottimo climatico minore” o il periodo delle “scoperte geografiche dimenticate”.

I primi esploratori di nuove terre furono i monaci irlandesi che, grazie alle migliorate condizioni di navigazione nel Nord Atlantico dovute al riscaldamento, scoprirono le Isole Faroe, l'Islanda e, come suppongono gli scienziati moderni, l'America a metà del primo millennio. Dopo di loro, questa scoperta fu ripetuta dai Vichinghi della Normandia, che all'inizio di questo millennio si stabilirono nelle Isole Faroe, in Islanda e in Groenlandia, per poi raggiungere l'America. I Vichinghi nuotavano fino alla latitudine dell'80 ° parallelo e il ghiaccio come ostacolo alla navigazione non è praticamente menzionato nelle antiche saghe. Inoltre, se nella moderna Groenlandia gli abitanti sono principalmente impegnati nella cattura di pesci e animali marini, negli insediamenti normanni si è sviluppato l'allevamento del bestiame: gli scavi hanno dimostrato che qui venivano allevate mucche, pecore e capre. In Islanda si coltivavano i cereali e si trascurava la zona di coltivazione della vite Mar Baltico, cioè. era a nord di quella moderna di 4-5 gradi geografici.

Nel primo quarto del nostro millennio iniziò un nuovo raffreddamento, che durò fino alla metà del XIX secolo. Già nel XVI secolo. il ghiaccio marino separò la Groenlandia dall'Islanda e distrusse gli insediamenti fondati dai Vichinghi. L'ultima testimonianza di coloni normanni in Groenlandia risale al 1500. Condizioni naturali in Islanda nei secoli XVI-XVII divennero insolitamente duri; Basti pensare che dall'inizio dell'ondata di freddo fino al 1800, la popolazione del paese fu dimezzata a causa della carestia. Nelle pianure dell'Europa e della Scandinavia, gli inverni rigidi divennero frequenti, i bacini precedentemente non ghiacciati si coprirono di ghiaccio, i cattivi raccolti e la morte del bestiame divennero più frequenti. Singoli iceberg hanno raggiunto la costa della Francia.

Il riscaldamento che seguì la “piccola era glaciale” iniziò già alla fine del XIX secolo, ma come fenomeno su larga scala attirò l’attenzione dei climatologi solo negli anni ’30. 20° secolo, quando fu scoperto un aumento significativo della temperatura dell'acqua nel Mare di Barents.

Negli anni '30 alle latitudini settentrionali moderate e soprattutto elevate le temperature dell’aria erano significativamente più elevate rispetto alla fine del XIX secolo. COSÌ, temperature invernali nella Groenlandia occidentale sono aumentati di 5 °C, e a Spitsbergen anche di 8-9 °C. Il più grande aumento globale della temperatura superficiale media durante il climax del riscaldamento è stato di soli 0,6°C, ma anche questo piccolo cambiamento – una frazione di quello durante la Piccola Era Glaciale – è stato associato a un marcato cambiamento nel sistema climatico.

I ghiacciai montani hanno reagito violentemente al riscaldamento, ritirandosi ovunque, e l’entità di questo ritiro è stata di centinaia di metri. Le isole piene di ghiaccio che esistevano nell’Artico scomparvero; solo nel settore sovietico dell'Artico dal 1924 al 1945. L'area ghiacciata durante il periodo di navigazione in questo momento è diminuita di quasi 1 milione di km², vale a dire metà. Ciò consentiva anche alle navi ordinarie di navigare verso alte latitudini e compiere viaggi lungo il Nord rotta marittima durante una navigazione. Anche la quantità di ghiaccio nel Mare di Groenlandia è diminuita, nonostante sia aumentata la rimozione di ghiaccio dal bacino artico. La durata del blocco del ghiaccio sulla costa islandese è stata ridotta dalle 20 settimane della fine del XIX secolo. fino a due settimane nel 1920-1939. Ovunque si è verificato un ritiro a nord dei confini del permafrost: fino a centinaia di chilometri, la profondità dello scongelamento dei terreni ghiacciati è aumentata e la temperatura dello strato ghiacciato è aumentata di 1,5-2 °C.

Il riscaldamento è stato così intenso e duraturo da portare a cambiamenti nei confini delle aree ecologiche. Il tordo dalla testa grigia iniziò a nidificare in Groenlandia e in Islanda apparvero rondini e storni. Il riscaldamento delle acque oceaniche, particolarmente evidente nel nord, ha portato a cambiamenti nelle aree di deposizione delle uova e di alimentazione pesce commerciale: Così, il merluzzo e l'aringa apparvero in quantità commerciali al largo delle coste della Groenlandia, e la sardina del Pacifico apparve nel Golfo di Pietro il Grande. Intorno al 1930, lo sgombro apparve nelle acque di Okhotsk e negli anni '20. - costardella. C'è una nota dichiarazione dello zoologo russo, l'accademico N.M. Knipovich: “In appena un decennio e mezzo o anche in un periodo di tempo più breve, si è verificato un tale cambiamento nella distribuzione dei rappresentanti della fauna marina, che di solito è associato all’idea di lunghi intervalli geologici”. Il riscaldamento ha colpito anche l’emisfero meridionale, ma in misura molto minore, e si è manifestato più chiaramente in inverno alle alte latitudini dell’emisfero settentrionale.

Alla fine degli anni Quaranta. sono comparsi nuovamente segni di raffreddamento. Dopo qualche tempo divenne evidente la reazione dei ghiacciai, che in molte parti della Terra passarono all'offensiva o rallentarono la loro ritirata. Dopo il 1945 si ebbe un notevole aumento della zona di distribuzione ghiaccio artico, che cominciò ad apparire più spesso al largo delle coste dell'Islanda, così come tra la Norvegia e l'Islanda. Dall'inizio degli anni '40 alla fine degli anni '60. XX secolo La superficie ghiacciata nel bacino artico è aumentata del 10%.