ما هي الآثار العالمية للتغطية الجليدية على كوكبنا؟

ال الحد الأقصى الجليدي الأخير (LGM) تشير إلى أحدث فترة في تاريخ الأرض عندما كانت الأنهار الجليدية في أوجها ومستويات سطح البحر عند أدنى مستوياتها ، تقريبًا بين 24000-18000 منذ سنوات التقويم (كال بي بي). خلال فترة حكم LGM ، غطت الصفائح الجليدية على مستوى القارة أوروبا واميركا الشمالية على خط العرض المرتفع ، وكانت مستويات سطح البحر بين 400-450 قدمًا (120-135 مترًا) أقل مما هي عليه اليوم. في ذروة الحد الأقصى الجليدي الأخير ، تم تغطية جميع القارة القطبية الجنوبية وأجزاء كبيرة من أوروبا وأمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية وأجزاء صغيرة من آسيا في طبقة سميكة من القبة شديدة الانحدار.

الحد الأقصى الجليدي الأخير: الوجبات الرئيسية

ويتجلى الدليل الساحق على هذه العملية التي طال أمدها في الرواسب التي حددتها تغيرات مستوى سطح البحر في جميع أنحاء العالم ، في الشعاب المرجانية ومصبّات الأنهار والمحيطات ؛ وفي سهول أمريكا الشمالية الشاسعة ، كشطت المناظر الطبيعية المسطحة بآلاف السنين من الحركة الجليدية.

في الفترة التي سبقت LGM بين 29000 و 21000 سعر حراري ، شهد كوكبنا أحجامًا جليدية ثابتة أو متزايدة ببطء ، مع مستوى سطح البحر الوصول إلى أدنى مستوى له (حوالي 450 قدمًا أقل من معيار اليوم) عندما كان هناك جليد جليدي حوالي 52x10 (6) كيلومترًا أكثر من الجليد اليوم.

يهتم الباحثون بالحد الأقصى الجليدي الأخير عندما حدث: كان الأحدث تؤثر على تغير المناخ عالمياً ، وقد حدث ذلك وأثر إلى حد ما على سرعة ومسار ال استعمار القارات الأمريكية. تشمل خصائص LGM التي يستخدمها العلماء للمساعدة في تحديد آثار مثل هذا التغيير الكبير التقلبات في مستوى البحر الفعال ، والانخفاض والارتفاع اللاحق في الكربون كأجزاء لكل مليون في غلافنا الجوي خلال ذلك فترة.

كلتا هاتين الخاصيتين متشابهتان - لكنهما معاكستان - لتحديات تغير المناخ التي نواجهها اليوم: خلال LGM ، كل من مستوى البحر ونسبة الكربون في غلافنا الجوي كانت أقل بكثير مما نراه اليوم. لا نعرف حتى الآن التأثير الكامل لما يعنيه ذلك على كوكبنا ، لكن التأثيرات لا يمكن إنكارها حاليًا. يوضح الجدول أدناه التغيرات في مستوى سطح البحر الفعال في السنوات الـ 35000 الماضية (لامبيك وزملاؤه) وأجزاء لكل مليون من الكربون الجوي (القطن والزملاء).

• سنوات BP ، اختلاف مستوى البحر ، PPM الكربون الجوي
• 2018 ، +25 سم ، 408 صفحة في الدقيقة
• 1950 ، 0 ، 300 جزء في المليون
• 1000 BP ، -21 متر + - .07 ، 280 جزء في المليون
• 5000 برميل ، -2.38 م +/- .07 ، 270 جزء في المليون
• 10.000 BP ، -40.81 م +/- 1.51 ، 255 جزء في المليون
• 15000 BP ، -97.82 م +/- 3.24 ، 210 جزء في المليون
• 20000 ص ، -135.35 م +/- 2.02 ،> 190 جزء في المليون
• 25000 ص ، -131.12 م +/- 1.3
• 30،000 ص ، -105.48 م +/- 3.6
• 35،000 ص ، -73.41 م +/- 5.55

كان السبب الرئيسي لانخفاض مستوى سطح البحر خلال العصور الجليدية هو حركة الماء من المحيطات إلى الجليد والاستجابة الديناميكية للكوكب للوزن الهائل لكل هذا الجليد فوق قاراتنا. في أمريكا الشمالية خلال فترة حكم LGM ، تم تغطية كل كندا ، الساحل الجنوبي لألاسكا ، وأعلى ربع الولايات المتحدة بالجليد الممتد جنوبًا حتى ولايتي أيوا وفيرجينيا الغربية. كما غطى الجليد الجليدي الساحل الغربي لأمريكا الجنوبية ، وفي جبال الأنديز الممتدة إلى تشيلي ومعظم باتاغونيا. في أوروبا ، امتد الجليد جنوبا حتى ألمانيا وبولندا. في آسيا وصلت طبقات الجليد إلى التبت. على الرغم من أنهم لم يروا جليدًا ، كانت أستراليا ونيوزيلندا وتسمانيا كتلة أرضية واحدة ؛ والجبال في جميع أنحاء العالم تحمل الأنهار الجليدية.

شهدت فترة العصر البليستوسيني المتأخر دورة تشبه سن المنشار بين الفترات الجليدية الباردة والحارة بين الجليدية عندما تكون درجات الحرارة العالمية وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي² متقلب حتى 80-100 جزء في المليون المقابل لتغيرات درجة الحرارة من 3-4 درجات مئوية (5.4-7.2 درجة فهرنهايت): زيادة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي² الانخفاضات المسبقة في كتلة الجليد العالمية. يخزن المحيط الكربون (يسمى عزل الكربون) عندما يكون الجليد منخفضًا ، وبالتالي يتم تخزين التدفق الصافي للكربون في غلافنا الجوي والذي يحدث عادة بسبب التبريد في محيطاتنا. ومع ذلك ، فإن انخفاض مستوى سطح البحر يزيد أيضًا من الملوحة ، وهذا والتغيرات المادية الأخرى على نطاق واسع تيارات المحيط وتساهم حقول الجليد البحري أيضًا في عزل الكربون.

فيما يلي أحدث فهم لعملية التقدم في تغير المناخ خلال LGM من Lambeck et al.

• 35000 - 31000 سعر حراري—انخفاض بطيء في مستوى سطح البحر (الانتقال من Ålesund Interstadial)
• 31،000 - 30،000 سعر حراري- انخفاض حاد في عمق 25 متراً ، مع نمو جليدي سريع وخاصة في الدول الاسكندنافية
• 29000 - 21000 سعر حراري—أحجام جليدية ثابتة أو تنمو ببطء ، والتوسع شرقاً وجنوبيًا للغطاء الجليدي الاسكندنافي والتوسع جنوبًا لغطاء جليد لورينتيد ، أدنى مستوى عند 21
• 21000 - 20000 سعر حراري- مجموعة من التفريغ ،
• 20,000–18,000كال BP- إرتفاع مستوى سطح البحر 10-15 مترا
• 18000 - 16500 سعر حراري- بالقرب من مستوى سطح البحر الثابت
• 16،500 - 14،000 سعر حراري- مرحلة التآكل الكبرى ، وتغير مستوى سطح البحر الفعال حوالي 120 مترًا بمتوسط ​​12 مترًا لكل 1000 عام
• 14،500–14،000 cal BP- (Bølling- فترة Allerød الحارة) ، ارتفاع معدل الارتفاع في مستوى البحر ، متوسط ​​الارتفاع في مستوى سطح البحر 40 مم سنويًا
• 14000-12500 سعر حراري- يرتفع مستوى البحر ~ 20 مترًا في 1500 عام
• 12،500 - 11،500 سعر حراري- (الأصغر سنا درياس) ، انخفاض معدل ارتفاع مستوى سطح البحر
• 11،400-8،200 cal BP- ارتفاع عالمي قريب من حوالي 15 م / 1000 سنة
• 8،200–6،700 cal BP- انخفاض معدل ارتفاع مستوى سطح البحر ، بما يتفق مع المرحلة النهائية من انحدار أمريكا الشمالية عند 7ka
• 6700 حريرة BP – 1950- انخفاض تدريجي في ارتفاع مستوى سطح البحر
• 1950 - حتى الآن- إرتفاع البحر الأول في 8000 سنة

بحلول أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر ، بدأت الثورة الصناعية في إلقاء ما يكفي من الكربون في الغلاف الجوي للتأثير على المناخ العالمي وبدء التغييرات الجارية حاليًا. بحلول الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأ علماء مثل هانس سوس وتشارلز ديفيد كيلنج في التعرف على الأخطار الكامنة للكربون المضاف للإنسان في الغلاف الجوي. المتوسط ​​العالمي لمستوى سطح البحر (GMSL) ، وفقًا لـ وكالة حماية البيئة، ارتفع حوالي 10 بوصات منذ عام 1880 ، ويبدو أنه يتسارع بكل المقاييس.

تستند معظم المقاييس المبكرة لارتفاع مستوى سطح البحر الحالي إلى التغيرات في المد والجزر على المستوى المحلي. وتأتي البيانات الأحدث من مقياس الارتفاع الساتلي الذي يختبر المحيطات المفتوحة ، مما يسمح ببيانات كمية دقيقة. بدأ هذا القياس في عام 1993 ، ويشير سجل 25 عامًا إلى أن متوسط ​​مستوى سطح البحر العالمي قد ارتفع عند بمعدل يتراوح بين 3 +/- .4 ملم في السنة ، أو ما مجموعه حوالي 3 بوصات (أو 7.5 سم) منذ بدء التسجيل. تشير المزيد والمزيد من الدراسات إلى أنه ما لم يتم تقليل انبعاثات الكربون ، فمن المحتمل ارتفاع 2-5 أقدام إضافية (0.65-1.30 م) بمقدار 2100.

تشمل المناطق التي تأثرت بالفعل بارتفاع مستوى البحر الساحل الشرقي الأمريكي ، حيث ارتفع مستوى سطح البحر بين عامي 2011 و 2015 إلى خمس بوصات (13 سم). ميرتل بيتش في ولاية كارولينا الجنوبية عانى من المد العالي في نوفمبر 2018 مما أغرق شوارعهم. في فلوريدا إيفرجليدز (ديسو وزملاؤه 2018) ، تم قياس ارتفاع مستوى سطح البحر عند 5 في (13 سم) بين 2001 و 2015. التأثير الإضافي هو زيادة المسامير الملحية التي تغير الغطاء النباتي ، بسبب زيادة التدفق خلال موسم الجفاف. درس Qu وزملاؤه (2019) 25 محطة مد وجزر في الصين واليابان وفيتنام ، وتشير بيانات المد والجزر إلى أن ارتفاع مستوى سطح البحر في 1993-2016 كان 3.2 ملم في السنة (أو 3 بوصات).

تم جمع البيانات طويلة المدى في جميع أنحاء العالم ، وتشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2100 ، يبلغ ارتفاعها من 3 إلى 6 أقدام (1-2) متر) من الممكن حدوث ارتفاع في متوسط ​​مستوى سطح البحر العالمي ، مصحوبًا بدرجة 1.5 - 2 درجة مئوية بشكل عام تسخين. ويشير بعض الدرهم إلى أن الزيادة بمقدار 4.5 درجة ليست مستحيلة إذا لم يتم تقليل انبعاثات الكربون.

وفقًا لأحدث النظريات ، أثرت LGM على تقدم الاستعمار البشري للقارات الأمريكية. خلال LGM ، تم حظر الدخول إلى الأمريكتين بواسطة الصفائح الجليدية: يعتقد العديد من العلماء الآن أن بدأ المستعمرون الدخول إلى الأمريكتين عبر ما كان Beringia ، ربما في وقت مبكر من 30،000 سنة منذ.

وفقا للدراسات الجينية ، تقطعت بهم السبل على البشر جسر بيرينج لاند خلال LGM بين 18000-24000 سعر حراري ، المحاصرين بالجليد في الجزيرة قبل أن يحررهم الجليد المتراجع.

• _{Bourgeon L و Burke A و Higham T. 2017. أقرب وجود إنساني في أمريكا الشمالية إلى آخر العصر الجليدي الأقصى: تواريخ الكربون المشع الجديدة من كهوف بلوفيش ، كندا.بلوس واحد 12 (1): e0169486.}
• _{Buchanan PJ و Matear RJ و Lenton A و Phipps SJ و Chase Z و Etheridge DM. 2016. تقام بمحاكاة مناخ آخر قمة جليدية ورؤى لدورة الكربون البحرية العالمية. مناخ الماضي 12(12):2271-2295.}
• _{Cotton JM و Cerling TE و Hoppe KA و Mosier TM و Still CJ. 2016. المناخ وثاني أكسيد الكربون وتاريخ الأعشاب في أمريكا الشمالية منذ آخر قمة جليدية.تقدم العلم 2 (e1501346).}
• Dessu، Shimelis B.، et al. "آثار ارتفاع مستوى سطح البحر وإدارة المياه العذبة على مستويات المياه طويلة الأجل وجودة المياه في ساحل فلوريدا الساحلي." مجلة الإدارة البيئية 211 (2018): 164–76. طباعة.
• _{Lambeck K و Rouby H و Purcell A و Sun Y و Sambridge M. 2014. مستوى سطح البحر وأحجام الجليد العالمية من الحد الأقصى الجليدي الأخير إلى الهولوسين.وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgren A و Hugelius G و Kuhry P و Christensen TR و Vandenberghe J. 2016. الخرائط المستندة إلى نظم المعلومات الجغرافية وتقديرات المساحة لنطاق التربة دائمة التجمد في نصف الكرة الشمالي خلال الحد الأقصى الجليدي الأخير.عمليات التجمد الدائم والجليد 27(1):6-16.}
• _{Moreno PI و Denton GH و Moreno H و Lowell TV و Putnam AE و Kaplan MR. 2015. التسلسل الزمني للكربون المشع لأقصى الجليدية الأخيرة وإنهائه في شمال غرب باتاغونيا.مراجعات العلوم الرباعية 122:233-249.}
• نيريم ، ر. S. ، وآخرون. "الكشف عن ارتفاع منسوب سطح البحر المتسارع بسبب تغير المناخ في عصر مقياس الارتفاع." وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 115.9 (2018): 2022–25. طباعة.
• Qu ، Ying ، وآخرون. "ارتفاع مستوى سطح البحر الساحلي حول البحار الصينية." التغيير العالمي والكواكب 172 (2019): 454–63. طباعة.
• Slangen ، إيمي ب. A.، et al. "تقييم المحاكاة النموذجية لارتفاع مستوى سطح البحر في القرن العشرين. الجزء الأول: المتوسط ​​العالمي لتغير مستوى سطح البحر." مجلة المناخ 30.21 (2017): 8539–63. طباعة.
• _{Willerslev E و Davison J و Moora M و Zobel M و Coissac E و Edwards ME و Lorenzen ED و Vestergard M و Gussarova G و Haile J et al. 2014. خمسون ألف سنة من نباتات القطب الشمالي والنظام الغذائي الضخم.طبيعة 506(7486):47-51.}