Paleoclimatology

Le Paleoclimatology (aussi Palaeoclimatology de ) est l'étude du changement du climat pris sur l'échelle de l'histoire entière de de la terre . Il emploie des disques du sédiment des anneaux d'arbre de des feuilles de glace , et le bascule pour déterminer l'état passé du système climatique sur terre .

Techniques de paleoclimatology

Les Paleoclimatologists emploient une large variété de qualifications pour arriver à leurs théories et conclusions.

Les glaciers et les calottes glaciaires polaires /les feuilles glace sont une source généralement appliquée de données en paleoclimatology. Les projets de dénoyautage de glace récente dans les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique ont rapporté des données allant en arrière plusieurs centaines de mille ans -- sur 800.000 ans dans le cas du projet du EPICA .
À l'intérieur de ces couches des scientifiques ont trouvé le pollen , leur permettant d'estimer le montant total de croissance de plantes de cette année par le compte de pollen. L'épaisseur de la couche peut aider à déterminer la quantité de précipitation qui année. Certaines couches contiennent la cendre des éruptions volcaniques.
L'air emprisonné dans la neige tombée devient emballé dans les bulles minuscules pendant que la neige est comprimée dans la glace dans le glacier sous le poids de la neige des années postérieures. Cet air emprisonné s'est avéré qu'une source énormément valable pour la mesure directe de composition d'air du temps où la glace a été formée.
Puisque les taux d'évaporation de molécules d'eau avec des isotopes légèrement plus lourds de l'hydrogène et de l'oxygène sont légèrement différents au cours des périodes plus chaudes et plus froides, des changements de la température moyenne de la surface d'océan sont reflétés dans des rapports légèrement différents entre ces isotopes. De divers cycles dans ces rapports d'isotope ont été détectés.

Le Dendroclimatology est la science d'extraire l'information de climat à partir des anneaux d'arbre. Les anneaux des arbres vivants du grand âge donnent des données au sujet des siècles récents de nouveau à quelques milléniums. Un bois intact plus ancien qui a échappé à l'affaiblissement peut prolonger le temps couvert en identifiant les modèles qui des anneaux d'allumette d'âge connu des arbres de phase. Les anneaux de l'arbre pétrifiés par donnent des données de paleoclimatology au-dessus d'un bout droit beaucoup plus grand de temps. Le fossile lui-même de est daté avec la datation radioactive dans une marge importante d'erreur. Les anneaux eux-mêmes peuvent donner quelques informations sur des précipitations et température pendant cette époque .

Des couches du sédiment ont été étudiées, en particulier ceux au fond des lacs et des océans. Les caractéristiques de la végétation, des animaux, du pollen, et des rapports préservés d'isotope fournissent des informations. L'étude des pollens, connue sous le nom de Palynology fournit l'évidence de l'abondance de différentes espèces d'usine, un indicateur de procuration du climat.

Les couches de la roche sédimentaire fournissent une vue plus comprimée du climat, car les couches de roches sédimentaires enjambent des centaines de milliers aux millions d'années. Les scientifiques peuvent obtenir une prise du climat à long terme en étudiant la roche sédimentaire allant en arrière des milliards d'années. La division de l'histoire de la terre dans des périodes séparées est en grande partie basée sur les changements évidents des couches de roche sédimentaire qui délimitent des changements importants dans les conditions. Souvent ceux-ci incluent les décalages importants dans le climat.

La chronologie de la planète

voient également : Échelle de temps géologique , histoire de la terre

Certaines des pierres de mille qui marquent l'histoire de la planète sont comme suit (mA = millions il y a d'années) :

Divers événements climat-connexes notables

Périodes glaciaires périodiques * la terre de Snowball de /glaciation ( Hadean et Paleoproterozoic ) Varangian de
Événement permien-triassique ( permien - triassique) d'extinction de
Maximum thermique ( paléocène - Eocene de Paléocène-Eocene de de )
Un plus jeune grand gel du Dryas /The de (~11 000 BCE)
Optimum climatique holocène (~7000 BCE-3000 BCE) de
Changements climatiques de de 535-536 (535-536)
Période chaude médiévale (900-1300) de
peu de période glaciaire (1300-1800)
Année de sans été (1816)

Histoire de l'atmosphère

L'atmosphère la plus tôt

L'atmosphère la plus tôt de la terre a été probablement dépouillée loin par les vents solaires tôt dans l'histoire de la planète. Ces gaz plus tard ont été remplacés par une atmosphère dérivée du dégazage de la terre. Autrefois pendant la défunte ère archéenne une atmosphère de l'oxygène a commencé à se développer à partir des algues de photosynthuse.

Anhydride carbonique et oxygène libre

L'oxygène libre n'a pas existé jusqu'à environ 1.700 mA et ceci peut être vu avec le développement des lits rouges et la fin des formations réunies de fer. Ceci signifie un passage d'une atmosphère de réduction à une atmosphère de oxydation. L'atmosphère et l'hydrosphère tôt (vers le haut de jusqu'à environ 2.000 mA) étaient exemptes de l'oxygène libre. Après que la photosynthèse se soit développée, le Photoautotrophs a commencé à libérer O₂.

L'atmosphère très tôt de la terre a contenu la plupart du temps l'anhydride carbonique (CO₂) : environ 80%. Ceci s'est graduellement laissé tomber environ à 20% par 3. Ceci coïncide avec le développement des premières bactéries environ 3. Avant le développement de la photosynthèse (2.700 mA), les niveaux de CO₂ dans l'atmosphère étaient dans la gamme de 15%. Au cours de la période d'environ 2.000 mA, la photosynthèse a laissé tomber les concentrations de CO₂ environ de 15% environ à 8%.000 mA O₂ libre commençait à s'accumuler. Cette réduction progressive des niveaux de CO₂ a continué à environ 600 mA auquel les niveaux du point CO₂ étaient en-dessous de 1% et les niveaux d'O₂ avaient monté plus d'à 15%. 600Ma correspond à la fin du précambrien et au commencement du cambrien, à la fin du cryptozoic et au commencement du Phanerozic, et au début de la vie de oxygène-respiration.

Climat précambrien

Le climat du défunt précambrien était en général froid avec le Glaciation répartissant une grande partie de la terre. Actuellement les continents ont été liés vers le haut dans un supercontinent appelé le Rodinia . Des dépôts massifs des tillites sont trouvés et des signatures isotopiques anormales sont trouvées qui sont compatibles à l'idée que la terre actuellement était une boule de neige massive . Carte de Rodinia à la fin du précambrien après que l'Australie et l'Antarctique aient tourné à partir de l'hémisphère sud.

Pendant que l'ère protérozoïque prenait fin, la terre a commencé à réchauffer. Par l'aube de l'ère cambrienne et de Phanerozoic, la terre éprouvait les températures globales moyennes du C d'environ +22 °. Des centaines de millions d'années de glace ont été remplacées par les mers tropicales embaumées de la période cambrienne avant ou après l'où la vie a éclaté à un taux non jamais vu. -->

Climat de Phanerozoic

Qualitativement, le climat de la terre a été varié entre les conditions qui soutiennent le glaciation continental à grande échelle et ceux qui sont intensivement les calottes glaciaires permanentes tropicales et de manque même aux poteaux. L'échelle de temps pour cette variation est approximativement 140 millions d'ans et peut être liée au mouvement de la terre dans et hors des bras en spirale galactiques (Veizer et Shaviv 2003). La différence dans les températures moyennes globales entre une terre entièrement glaciaire et la terre exempte de glace est estimée au °C approximativement 10, cependant des changements bien plus grands seraient observés aux latitudes élevées et les plus petites à de basses latitudes. Une condition principale pour le développement des feuilles de glace de large échelle est l'arrangement des masses continentales de terre ou près derrière les poteaux. Avec la tectonique de plat réarrangeant constamment les continents, elle peut également former l'évolution à long terme de climat. Cependant, la présence des masses de terre aux poteaux n'est pas suffisante pour garantir des glaciations. L'évidence existe des périodes chaudes de passé dans le climat de la terre quand les masses polaires de terre semblables au Antarctique étaient à la maison aux forêts à feuilles caduques du plutôt que des feuilles de glace.

Les changements de l'atmosphère peuvent également exercer une influence importante au-dessus de changement climatique. L'établissement des organizations photosythesizing de CO₂-consuming (et oxygène-production) dans le précambrien mené à la production tout comme d'une atmosphère d'aujourd'hui, cependant pour la majeure partie de cette période il était beaucoup plus haut dans CO₂ qu'aujourd'hui. De même, la température moyenne de la terre était également fréquemment plus haute qu'actuellement, bien qu'on lui ait discuté qu'au-dessus des échelles de temps très longues le climat est en grande partie découplé des variations d'anhydride carbonique (Veizer et autres 2000). Ou plus spécifiquement cela les configurations continentales changeantes et le bâtiment de montagne ont probablement un plus grand impact sur le climat que l'anhydride carbonique. D'autres contestent ceci, et suggèrent que les variations de la température en réponse aux changements d'anhydride carbonique aient été sous-estimées (Royer et autres 2004). Cependant, il est clair que l'atmosphère préindustrielle avec seulement 280 pages par minute CO₂ ne soit pas loin de la plus basse jamais occurrence puisque l'élévation de la vie macroscopique.

Été superposées à l'évolution à long terme entre les climats chauds et froids ont beaucoup de fluctuations à court terme dans le climat semblable à, et parfois plus grave que, la variation des états glaciaires et interglaciaires de la période glaciaire actuelle . Certaines des fluctuations les plus graves, telles que le maximum thermique de Paléocène-Eocene de , peuvent être liées aux augmentations rapides en anhydride carbonique atmosphérique dû à l'effondrement des réservoirs normaux du méthane dans les océans (le voient les clathrates de méthane de '). Les changements climatiques graves semblent également s'être produits pendant le Crétacé-Tertiaire, le permien-triassique, et les événements Ordovician-Siluriens d'extinction de ; cependant, il est peu clair à quel degré ces changements ont causé aux extinctions plutôt que simplement répondant à d'autres processus qui ont pu avoir été plus directement responsables de l'extinctions.< ! -- être continué édition requise si l'histoire entière du climat de la terre doit aller ici. expédier à des périodes beaucoup plus récentes… -->

Secondaire-ère quaternaire

La secondaire-ère quaternaire du inclut le climat courant. Il y a eu un cycle des périodes glaciaires pendant 2.1 millions de dernières années (commençant avant le quaternaire vers la fin de la période néogène ).

Note dans le graphique du côté droit la périodicité forte de 120.000 ans des cycles, et l'asymétrie saisissante des courbes. Cette asymétrie est censée pour résulter des interactions complexes des mécanismes de rétroaction. On l'a observé que les périodes glaciaires approfondissent par des étapes progressives, mais le rétablissement aux conditions interglaciaires se produit dans une grande étape.

Facteurs de contrôle

(Les températures géologiquement à court terme d'année <120,000) sont censées pour être conduites par des facteurs orbitaux (voir les cycles de Milankovitch de ). Les arrangements des masses de terre sur la surface terrestre sont censés pour renforcer ces effets forçants orbitaux.

La dérive des continents affecte évidemment la circulation de Thermohaline de , qui transfère la chaleur entre les régions équatoriales et les poteaux, de même que fait l'ampleur de l'assurance polaire de glace.

La synchronisation des périodes glaciaires dans toute l'histoire géologique est en partie commandé par la position des plats continentaux sur la surface de la terre. Quand les masses continentales sont concentrées près des régions polaires, il y ont une chance accrue pour que la neige et la glace s'accumule. Les petits changements de de l'énergie solaire peuvent incliner l'équilibre entre les étés lesoù d'hiver de neige de la masse les fontes et les étés complètement lesoù la neige d'hiver persiste jusqu'à l'hiver suivant. Voir le projet de Paleomap de site Web pour des images des distributions polaires des masses continentales par le temps.

Les comparaisons du plaquent des reconstructions continentes tectoniques de et les études paleoclimatic prouvent que les cycles de Milankovitch ont le plus grand effet pendant les ères géologiques quand les masses continentales ont été concentrées dans des régions polaires, comme c'est le cas aujourd'hui. Aujourd'hui, le Groenland , le Antarctique , et les parties nordiques de l'Europe , de Asie , et de Amérique du Nord sont situés tels qu'une modification mineure dans l'énergie solaire inclinera l'équilibre entre la neige pendant toute l'année/conservation de glace et accomplira la fonte d'été. La présence de la neige et de la glace est un mécanisme bien-compris de la rétroaction positive pour le climat. La terre aujourd'hui est considérée à glaciations enclins de période glaciaire.

Un autre facteur proposé dans le changement de température à long terme est l'hypothèse d'Élever-Désagrégation de , d'abord proposée par T. Chamberlin en 1899 et plus tard indépendamment proposé en 1988 par Maureen Raymo et collègues, où les gammes de montagne upthrusting exposent des minerais à l'altération superficielle par les agents ayant pour résultat leur conversion chimique en carbonates enlevant CO₂ de l'atmosphère et refroidissant de ce fait la terre. D'autres ont proposé que les effets semblables dus aux changements des niveaux et du conséquent moyens de nappe phréatique change dans les niveaux à fleur de terre d'activité biologique et de pH .

Au-dessus très de l'à long terme le rendement d'énergie du Sun a graduellement augmenté, sur l'ordre de 5% par milliard d'années (10⁹), et continuera à faire ainsi jusqu'à ce qu'il atteigne la fin de sa phase courante de l'évolution stellaire .

Voir également

Disque géologique de la température de
Dendroclimatology
Climatologie historique , l'étude de du climat au-dessus de l'histoire du homme (par opposition à la terre 's de )
Cliwoc , base de données climatologique pour les océans du monde (1759-1854)
Shen Kuo , scientifique chinois de 11ème siècle qui a réalisé les possibilités de paleoclimatology tout en observant le souterrain enterré par bambous petrified antiques dans un climat nordique et sec

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