لماذا يحدث عصر جليدي كل 100000 عام


كافح العلم لشرح سبب حدوث عصر جليدي كل 100000 عام. كما يوضح الباحثون الآن استنادًا إلى محاكاة الكمبيوتر ، لا تلعب الاختلافات في التشميس دورًا رئيسيًا فحسب ، ولكن أيضًا التأثير المتبادل للقارات الجليدية والمناخ.

تتناوب العصور الجليدية والفترات الدافئة بانتظام إلى حد ما في تاريخ الأرض: يبرد مناخ الأرض كل 100000 عام تقريبًا ، مع دفن مناطق شاسعة من أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا تحت طبقات جليدية سميكة. في النهاية ، يتأرجح البندول مرة أخرى: يصبح أكثر دفئًا وتذوب كتل الجليد. بينما وجد علماء الجيولوجيا وعلماء المناخ دليلاً قوياً على هذه الدورة الممتدة على 100000 عام في المواني الجليدية والرواسب البحرية والجليد القطبي الشمالي ، حتى الآن لم يتمكنوا من العثور على تفسير معقول لذلك.

باستخدام المحاكاة الحاسوبية ، تمكن فريق ياباني وسويسري وأمريكي ، بما في ذلك هاينز بلاتر ، وهو أستاذ فخري في علم المناخ الفيزيائي في ETH زيورخ ، من إثبات أن التبادل بين العصر الجليدي والفترة الحارة يعتمد إلى حد كبير على التأثير المتناوب للألواح الجليدية القارية والمناخ.

يقول بلاتر: "إذا كانت قارة بأكملها مغطاة بطبقة من الجليد يتراوح سمكها بين 2000 و 3000 متر ، فإن التضاريس مختلفة تمامًا" ، يقول بلاتر ، موضحًا تأثير هذا التعليق. "هذا ولبياض الجليد الجليدي المختلف مقارنة بالأرض الخالية من الجليد يؤدي إلى تغيرات كبيرة في درجة حرارة السطح ودوران الهواء في الغلاف الجوي." علاوة على ذلك ، فإن التجلد الواسع النطاق يغير أيضًا مستوى سطح البحر وبالتالي تيارات المحيط التي تؤثر أيضًا على المناخ.

تأثير ضعيف مع تأثير قوي

كما أوضح العلماء من جامعة طوكيو و ETH زيوريخ وجامعة كولومبيا في بحثهم المنشور في مجلة نيتشر ، فإن هذه التأثيرات المرتدة بين الأرض والمناخ تحدث على رأس الآليات الأخرى المعروفة. لقد كان من الواضح منذ فترة طويلة أن المناخ يتأثر إلى حد كبير بالتشمس على نطاقات زمنية طويلة الأجل. نظرًا لأن دوران الأرض ومداره حول الشمس يتغيران دوريًا بشكل طفيف ، يختلف التشمس أيضًا. إذا درست هذا الاختلاف بالتفصيل ، فإن الدورات المتداخلة المختلفة التي تتراوح ما بين 20000 و 40000 و 100000 عام يمكن التعرف عليها.

نظرًا لحقيقة أن دورة التشميس البالغة 100 ألف عام ضعيفة نسبياً ، لم يتمكن العلماء من شرح دورة 100000 عام البارزة لعصور الجليد باستخدام هذه المعلومات وحدها. ولكن بمساعدة تأثيرات الملاحظات ، أصبح ذلك ممكنًا الآن.

محاكاة الجليد والمناخ

حصل الباحثون على نتائجهم من نموذج حاسوبي شامل ، حيث جمعوا بين محاكاة الصفيحة الجليدية ونموذج المناخ الحالي ، الذي مكنهم من حساب التجلد في نصف الكرة الشمالي على مدار 400000 عام. لا يأخذ النموذج قيم المعلمات الفلكية وتضاريس الأرض وخصائص التدفق الفيزيائي للجليد الجليدي في الاعتبار فحسب ، بل أيضًا المناخ وتأثيرات التغذية الراجعة. يقول بلاتر: "إنها المرة الأولى التي يتم فيها محاكاة التجلد في نصف الكرة الشمالي بأكمله بنموذج مناخي يشمل جميع الجوانب الرئيسية".

باستخدام النموذج ، تمكن الباحثون أيضًا من شرح سبب بدء العصور الجليدية دائمًا ببطء وتنتهي بسرعة نسبية. تتراكم كتل الجليد في العصر الجليدي على مدى عشرات الآلاف من السنين وتتراجع في غضون بضعة آلاف من السنين. الآن نحن نعرف السبب: ليس فقط درجة حرارة السطح وهطول الأمطار هي التي تحدد ما إذا كانت الغطاء الجليدي ينمو أو ينكمش. نظرًا لتأثيرات الملاحظات المذكورة أعلاه ، يعتمد مصيرها أيضًا على حجمها. يقول بلاتر: "كلما زاد حجم الغطاء الجليدي ، كلما كان المناخ أكثر برودة للحفاظ عليه". في حالة الصفائح الجليدية القارية الأصغر التي لا تزال تتشكل ، تقل احتمالية ذوبان الفترات ذات المناخ الأكثر دفئًا. إنها قصة مختلفة تحتوي على لوح جليدي كبير يمتد إلى خطوط جغرافية منخفضة:

دورات ميلانكوفيتش

ينشأ تفسير التناوب الدوري للجليد والفترات الدافئة عن عالم الرياضيات الصربي ميلوتين ميلانكوفيتش (1879-1958) ، الذي قام بحساب التغيرات في مدار الأرض والتشمس الناتج على الأرض ، وبالتالي أصبح أول من يصف أن التغيرات الدورية في التشمس هي نتيجة تداخل سلسلة كاملة من الدورات: يتقلب ميل محور الأرض بحوالي درجتين في دورة تبلغ 41000 عام. علاوة على ذلك ، فإن محور الأرض يدور في دائرة تمتد إلى 26000 عام ، تمامًا مثل قمة الغزل. أخيرًا ، يتغير مدار الأرض البيضاوي حول الشمس في دورة تدوم حوالي 100000 عام من ناحيتين: من ناحية ، يتغير من شكل بيضاوي أضعف (دائري) إلى جسم أقوى. من ناحية أخرى ، يتحول محور هذا الحذف إلى مستوى مدار الأرض. غزل الأرض يتسبب محور الدوران والإهليلجية للمحاور في اليوم الذي تكون فيه الأرض أقرب إلى الشمس (الحضيض) للهجرة خلال السنة التقويمية في دورة تدوم حوالي 20000 عام: حاليًا ، في بداية يناير ؛ في حوالي 10000 عام ، سيكون ذلك في بداية يوليو.

استنادًا إلى حساباته ، افترض ميلانكوفيتش في عام 1941 أن التشمس في الصيف يميز الجليد والفترات الدافئة في درجة حرارة 65 درجة شمالًا ، وهي نظرية رفضها مجتمع العلوم خلال حياته. من 1970s ، ومع ذلك ، أصبح تدريجيا أكثر وضوحا أنه يتزامن أساسا مع المحفوظات المناخ في الرواسب البحرية والقلب الجليدي. في الوقت الحاضر ، نظرية ميلانكوفيتش مقبولة على نطاق واسع. يقول بلاتر: "فكرة ميلانكوفيتش التي تشير إلى أن التشمس يحدد أن عصور الجليد كانت صحيحة من حيث المبدأ". "ومع ذلك ، سرعان ما أدرك العلم أن تأثيرات التغذية المرتدة الإضافية في نظام المناخ كانت ضرورية لشرح عصور الجليد. نحن الآن قادرون على تسمية هذه الآثار وتحديدها بدقة."

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

ضوء أخضر يعطى لتفضيل ذبابة الفاكهة

استزراع الكارب في العصر الحجري الحديث في الصين يعود تاريخه إلى 8000 عام

الحفاظ على النباتات والحيوانات التي تم صيدها بين "شظايا" الغابات