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

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

A Nap hosszú távon egyre erősödő sugárzás, DE http://www.ima.umn.edu/talks/workshops/10-29-11-2.2001/kasting/kasting.htm hosszú távon egyre erősödő sugárzás, DE ezt a Föld hőmérséklete nem jelzi!

A Nap http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_variation http://www.windows.ucar.edu 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

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. http://starchild.gsfc.nasa.gov

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 http://www.fossilmall.com

A földi élet kezdetén Ám a kép mégsem ilyen egyszerű… „ejtett kövek”, karcolt kőzetfelszínek, osztályozatlan durva kőzettörmelékek bizonyítékok a legkorábbi jégkorszakokra! Frakes (1979) 2700-2300 M év: „huroni” M. Hambrey – http://www.swisseduc.ch/glaciers/

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. 815-735 M év: infrakambriumi II. 650-560 M év: eokambriumi I. M. Hambrey – http://www.swisseduc.ch/glaciers/

A „hógolyó-Föld” 650-560 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

A „hógolyó-Föld” További „bizonyítékok”: a levegőben újra felhalmozódó CO2 miatt savasabbá váltak a tengerek; ezt jelzi a bór izotóparányának változása http://www.snowballearth.org/

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

A fejlettebb élet megjelenése után az első jégkorszak: 470-410 M év Okok: karbonátos zátonyok elterjedése (CO2 csökken) vulkáni aktivitás visszaesése(?) a Déli-sark szárazföldre kerül! kezdődő hófelhalmozódás további hűlés és eljegesedés http://www.museum.hu-berlin.de/ Frakes (1979)

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! http://en.wikipedia.org/wiki/Sea_level Figyelem: az éghajlat (a jégsapkákban „eltűnő” víz) csak az EGYIK befolyásoló tényező!

A fejlettebb élet megjelenése után a karbonban (362-290 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 http://www.ta.tudelft.nl/coalpage/ a jégkorszak vége: lehűlés  kevesebb növény újonnan elterjedő rovarok  CH4 a kezdődő olvadás pozitív visszacsatolást indított be http://www.scotese.com/

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

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!) http://www.scotese.com/ kontinensek szétválása új óceáni hátságok, vulkánok a tengerszintet a „vízkiszorítás” emeli a még több CO2 miatt kiugróan magas T (átlag: 25°C) http://www.scotese.com/

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

A „dinoszauruszok végzete” Az éghajlatban nem történt „törés”; a törmelék miatti hideg évek, évtizedek közvetlenül nem azonosíthatók. http://impact.arc.nasa.gov/ http://en.wikipedia.org/wiki/Geologic_temperature_record

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!) http://www.museum.nantes.fr/ tektit

A földtörténet „közelmúltja” kb. 15 M évvel ezelőtt: eléri mai nagyságát az antarktiszi jégsapka északon látszólag „még mindig semmi”, de… http://www.scotese.com/ 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

A földtörténet „közelmúltja” http://en.wikipedia.org/wiki/Geologic_temperature_record T(max)  T(min): 60-80 ezer év T(min)  T(max): 10-20 ezer év ΔT: kb. 10°C Eljegesedés megindulásához nem hideg télre, hanem hűvös, csapadékos nyarakra van szükség!

A földtörténet „közelmúltja” A glaciálisok-interglaciálisok oka: a Föld pályaváltozása (Milanković-ciklusok) excentricitás: 100 ezer év tengelyferdeség: 41 ezer év http://www.globalchange.umich.edu/ (A CO2-ingadozás ITT sokkal inkább okozat, mint ok!) precesszió: 19 és 23 ezer év http://deschutes.gso.uri.edu/~rutherfo/

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

A földtörténet „közelmúltja”

Köszönöm a figyelmet!