Éghajlatváltozások a Föld történetében

Az előadások a következő témára: "Éghajlatváltozások a Föld történetében"— Előadás másolata:

1 Éghajlatváltozások a Föld történetében
Uhrin András (Usrin) Éghajlatváltozások a Föld történetében VIII. MetNet-találkozó 2006

2 Mi befolyásolhatta az éghajlatot?
a Földet elérő(!) napsugárzás mennyisége a kapott energia megoszlása: elnyelődés – visszaverődés hőáramlás a légkörben és a felszíni vizekben a légkör összetétele, a felszín minősége… világméretű lég- és vízkörzési rendszerek

3 A Nap hosszú távon egyre erősödő sugárzás, DE
hosszú távon egyre erősödő sugárzás, DE ezt a Föld hőmérséklete nem jelzi!

4 A Nap rövid távon: napfoltmaximumok és –minimumok váltakozása, max. 0,1%-os eltéréssel a sugárzásban „szuperminimumok” (pl. Maunder-minimum): hasonló eltérés néhány 10, néhány 100 évig  már kimutatható éghajlati hatás

5 A napsugárzást más is gyengítheti…
250 M évenkénti áthaladás a Tejútrendszer spirálkarjain (???) lehetséges változások: napsugárzás elnyelődése a kozmikus porfelhőben a légkör erősebb ionizációja (éghajlati hatása vitatható) NASA/JPL-Caltech/R. Hurt Fontosabb, ám a távolabbi múltban (>5-10 M év) kevéssé ismert tényező a Föld pályája a Naprendszerben.

6 A földi élet kezdetén Gyengébb napsugárzás, mégis igen meleg éghajlat (Tátlag >20°C)… MIÉRT? rengeteg üvegházhatású gáz: CO2 és H2O(!) a vulkáni tevékenységből; CH4 (100 ppm, a mai érték ötvenszerese!) a bomló szerves anyagokból a Föld erősebb belső hőtermelése (több radioaktív anyag) kezdetben: meteoritbecsapódások

7 A földi élet kezdetén Ám a kép mégsem ilyen egyszerű…
„ejtett kövek”, karcolt kőzetfelszínek, osztályozatlan durva kőzettörmelékek bizonyítékok a legkorábbi jégkorszakokra! Frakes (1979) M év: „huroni” M. Hambrey –

8 A földi élet kezdetén Ám a kép mégsem ilyen egyszerű…
„ejtett kövek”, karcolt kőzetfelszínek, osztályozatlan durva kőzettörmelékek bizonyítékok a legkorábbi jégkorszakokra! Frakes (1979) 950 (±50) M év: infrakambriumi III. M év: infrakambriumi II. M év: eokambriumi I. M. Hambrey –

9 A „hógolyó-Föld” M év: a jég által lerakott üledékek még az egykori Egyenlítő mentén is uralkodóvá válnak (avagy leginkább ott? – elmélet a Föld 60°-os tengelyferdeségéről) Valószínűbb okok: több O2  eltűnik a CH4 kontinensek átrendeződése  új áramlási viszonyok, ill. a hegységképződés miatt egyre több málló szilikát a felszínen (CO2-fogyasztó) A jégfelszín egyre több sugárzást vert vissza: önmagát erősítette az eljegesedés. Miért ért mégis véget? a jégborítás miatt a mállás megszűnt, de a vulkánok tovább termelték a CO2-ot  újra erősödhetett az üvegházhatás kb. 580 M év: meteoritbecsapódás

10 A „hógolyó-Föld” További „bizonyítékok”:
a levegőben újra felhalmozódó CO2 miatt savasabbá váltak a tengerek; ezt jelzi a bór izotóparányának változása

11 A fejlettebb élet megjelenése után
A jégkorszakok „rendkívüli” események a Föld újabb történetében: az időszak nagy részében NEM volt állandó jégborítás! A klímabecslést megkönnyítik a szilárd vázas ősmaradványok: a nehéz O-izotóp beépülésének aránya hőmérsékletfüggő a jégsapkák könnyű O-izotópot vonnak ki a rendszerből

12 A fejlettebb élet megjelenése után
az első jégkorszak: M év Okok: karbonátos zátonyok elterjedése (CO2 csökken) vulkáni aktivitás visszaesése(?) a Déli-sark szárazföldre kerül! kezdődő hófelhalmozódás további hűlés és eljegesedés Frakes (1979)

13 A fejlettebb élet megjelenése után
Egy újabb klímajelző: a globális tengerszintváltozás erősen kérdéses a késő-devon (380 M év) jégkorszak léte: valószínűleg magashegységi gleccserek nyomai maradtak meg (Brazília, USA?) csak kisebb lehűlésre utal, de ez is kihalást okozott! Figyelem: az éghajlat (a jégsapkákban „eltűnő” víz) csak az EGYIK befolyásoló tényező!

14 A fejlettebb élet megjelenése után
a karbonban ( M év) terjedtek el az erdők (ld. kőszén!), nagy mennyiségű CO2-ot kivonva a légkörből az időszak végén lehűlés Déli-sark továbbra is szárazföldön  jégsapka a jégkorszak vége: lehűlés  kevesebb növény újonnan elterjedő rovarok  CH4 a kezdődő olvadás pozitív visszacsatolást indított be

15 A legnagyobb ismert kihalás
a perm-triász határon, 250 M éve következett be. Okai összetettek, de elsősorban NEM éghajlatiak. Kelet-Szibéria, bazaltömlés CaSO4-rétegeken keresztül szulfát aeroszol +CO2 a vulkáni működésből! © NHK, Japan a legfontosabb hatás: savassá váló csapadék- és tengervíz

16 A „dinoszauruszok kora”
a sarkvidékeket tenger borítja óriási, É–D irányú szárazföld akadálytalan hőcsere az éghajlati övek között (az óceánok mélyvizei 10-15°C-osak, a fagy a 60° szélesség körül is ritka!) kontinensek szétválása új óceáni hátságok, vulkánok a tengerszintet a „vízkiszorítás” emeli a még több CO2 miatt kiugróan magas T (átlag: 25°C)

17 A „dinoszauruszok kora”
Néhány tízezer év periódusú éghajlatingadozások jelei: Dachsteini Mészkő: „Lofer-ciklusok” Berseki Márga: törmelék és karbonát váltakozó aránya

18 A „dinoszauruszok végzete”
Az éghajlatban nem történt „törés”; a törmelék miatti hideg évek, évtizedek közvetlenül nem azonosíthatók.

19 Az Antarktisz eljegesedése
jelentette a most is tartó(!) jégkorszak kezdetét. ugyanekkor világméretű „klímaromlás” (Mo.-on is vannak jelei): oka mindmáig bizonytalan (meteorit?) Exon et al. (2004) szabad út az Antarktisz körüli tengeráramlásnak (Ausztrália és Dél-Amerika eltávolodik) szinte megszűnik a hőkiegyenlítődés; megjelenik a 4-5°C-os víz az óceánok mélyén (ez is csökkenthette a légköri CO2 szintjét!) tektit

20 A földtörténet „közelmúltja”
kb. 15 M évvel ezelőtt: eléri mai nagyságát az antarktiszi jégsapka északon látszólag „még mindig semmi”, de… hamarosan bezárul a Panama-földszoros  a Golf-áramlat ÉK-i irányt vesz, biztosítva a nedvességet Európában a tengerszint süllyed, így a Földközi-tenger többször is elzáródik, sórétegek válnak ki  kissé megemelkedik a tengervíz fagyáspontja

21 A földtörténet „közelmúltja”
T(max)  T(min): ezer év T(min)  T(max): ezer év ΔT: kb. 10°C Eljegesedés megindulásához nem hideg télre, hanem hűvös, csapadékos nyarakra van szükség!

22 A földtörténet „közelmúltja”
A glaciálisok-interglaciálisok oka: a Föld pályaváltozása (Milanković-ciklusok) excentricitás: 100 ezer év tengelyferdeség: 41 ezer év (A CO2-ingadozás ITT sokkal inkább okozat, mint ok!) precesszió: 19 és 23 ezer év

23 A földtörténet „közelmúltja”
folyóteraszok: az új ártéri szint kialakulása (a folyó bevágódása) mindig az interglaciális elejéhez köthető: még kevés növényzet már több csapadék erózió

24 A földtörténet „közelmúltja”

25 Köszönöm a figyelmet!