Globalne zmiany klimatu

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 4

Slide 2

Geologiczne dane lądowe

Slide 3

Geologiczne dane lądowe 1. Metody litologiczne Skład granulometryczny stopień selekcji materiału okruchowego zależy od rodzaju, siły i długości transportu, z uwzględnieniem stopnia odporności poszczególnych składników na obróbkę mechaniczną (Np. gliny zwałowe cechują się brakiem selekcji. Selekcja pojawia się dopiero przy topnieniu lodu wtedy u czoła lodowca gromadzi się materiał grubszy, a dalej coraz drobniejszy) Analiza kształtu ziaren kwarcowych stopień obtoczenia może być wskaźnikiem warunków transportu i sedymentacji Analiza strukturalna ułożenie powstałe w czasie sedymentacji jest wtórnie przeobrażane w wyniku konsolidacji, diagenezy (ogół procesów prowadzących do fizycznych, chemicznych i mineralnych zmian po złożeniu osadu), wytapiania głębiej położonego lodu lodowcowego, nacisku nadległych warstw lub nasuwania się na nie lądolodu (niestety większość cech nie wskazuje jednoznacznie na określone środowisko sedymentacji. Globalne Zmiany Środowiska str. 3

Slide 4

Geologiczne dane lądowe Analiza składu mineralnego i chemicznego; uwzględnia się dwa podstawowe źródła materiału skalnego: skały skandynawskie i lokalne Analiza składu petrograficznego (katalogi narzutniaków przewodnich i skał macierzystych, z których zostały pobrane 2. Metody geo- i paleogeomorfologiczne Analiza geo- i paleogeomorfologiczna; stopień przeobrażenia form powierzchni w stosunku do młodszych lub obecnie powstających jest miarą upływu czasu i intensywności procesów geologicznych 3. Badanie zjawisk peryglacjalnych 4. Metody geofizyczne Elektrooporowa (różne przewodnictwo elektryczne odmiennych litologicznie osadów) Akustyczna (stosowana do podwodnych osadów jeziornych i morskich) 5. Metody gleboznawcze; procesy glebotwórcze zależą od rodzaju skały, klimatu (temp., opadów, czasu utrzymywania się pokrywy śnieżnej i nasłonecznienia), biosfery, rzeźby terenu i czasu. Najlepiej do odtwarzania warunków środowiska nadają się profile lessowe i wydmowe. Globalne Zmiany Środowiska str. 4

Slide 5

Osady glacjalne Globalne Zmiany Środowiska str. 5

Slide 6

Zjawiska peryglacjalne Peryglacjalny związany z warunkami występującymi na bezpośrednim przedpolu lodowca, gdzie głównym czynnikiem morfogenetycznym są procesy mrozowe (procesy zachodzące na skutek wahań temp. przy obecności wody w szczelinach i porach) tj. pękanie mrozowe, pęcznienie mrozowe i podnoszenie mrozowe. Najbardziej użyteczne i łatwe do zidentyfikowania są następujące struktury : kliny mrozowe, pagóry mrozowe (pinga), struktury poligonalne. Świętokrzyskie gołoborza przykład struktur peryglacjalnych Trudności datowania struktur peryglacjalnych (można tylko określić max. wiek struktury wiekowi osadu, w którym występuje) Współcześnie występujące zjawiska peryglacjalne pozwalają określić tylko górną granicę temperatur, do której występują. Obecna wieczna zmarzlina występuje na obszarach gdzie średnia roczna temp. 2C. Globalne Zmiany Środowiska str. 6

Slide 7

Zjawiska peryglacjalne Bradley, 1999) Globalne Zmiany Środowiska str. 7

Slide 8

Lessy Jiri (George) Kukla Less - pylasta skała osadowa zwięzła, składająca głównie się z drobnych okruchów kwarcu, nawianych przez wiatry wiejące od strony lądolodu. Less to osady powstałe podczas plejstoceńskich zlodowaceń. Less ma barwę żółto-brązową. Pokrywa lessowa - powstała w wyniku działalności wiatru - wiatr osadza drobne cząsteczki pyłów. Na pokrywach lessowych tworzą się czarnoziemy. Największe pokrywy lessowe występują w Chinach, gdzie ich grubość dochodzi do 300 metrów. W Polsce lessy występują na Lubelszczyżnie i na Śląsku. Miąższość pokładów w Polsce waha się od kilku do kilkunastu metrów. Akumulacja lessu zakończyła się około 15.000 lat temu http:www.sandomierskie.comkrajs andomierskisandomierska-less.htm Globalne Zmiany Środowiska str. 8

Slide 9

Lessy - Chiny Yang et al., Earth Planets Space, 57, 2934, 2005 Chińskie Plateau Lessowe (CLP Chines Loess Plateau) obejmuje zapis 7mln lat. Położenie między 30 a 49 N Obszar ok. 640 000 km2 Grubość pokrywy lessowej: część centralna i południowa:110-180 m, max. w części pn. i pn.-zach. 300 m (Derbyshire, 1984). Współczesne obserwacje meteorologiczne burz pyłowych sugerują, że chińskie lessy wywodzą się z pustyni Gobi (Liu et al., 1981) Globalne Zmiany Środowiska str. 9

Slide 10

Lessy Chiny Żółta Rzeka płynąca przez CLP Globalne Zmiany Środowiska str. 10

Slide 11

Lessy - Chiny geography.lancs.ac.ukposters-for-schools http:web.utk.eduzliPhoto20AlbumBaoji.jpg Globalne Zmiany Środowiska Stratygrafia magnetyczna profilu lessy paleogleby w Baoji. S gleby paleogleby (S0 gleba holoceńska), L Lessy. Zmiany polaryzacji wskazywane wyraźnie przez pomiary inklinacji. (Bradley, 1999) str. 11

Slide 12

Lessy - Chiny Korelacja morskich stadiów izotopowych tlenu z sekwencją lessy paleogleby z Baoji. Jednostki lessów odpowiadają parzystym numerom stadiów izotopowych tlenu okresy wzrostu kontynentalnych pokryw lodowych; Jednostki gleb odpowiadają nieparzystym numerom morskich stadiów izotopowych tlenu okresy interglacjalne. (Bradley, 1999) Lessypaleogleby cykle zimnociepło Globalne Zmiany Środowiska str. 12

Slide 13

Lessy - Chiny Zmiany rozmiaru ziaren (stosunek frakcji 2m do 10m) w porównaniu z cyklicznościami 41 tys. i 100 tys. lat. Od 0 do 0.6 mln lat dominuje sygnał o okresie 100 tys. lat 0.6 1.6 mln lat dominuje sygnał o okresie 41 tys. lat 1.6 mln lat słaba korelacja (Bradley, 1999) Globalne Zmiany Środowiska str. 13

Slide 14

Lessy Chiny M H obj. podatność magnetyczna ka Podatność magnetyczna miarą opadu rocznego. Ilość opadów rośnie - ilość materiału magnetycznego pochodzącego z procesów wietrzenia rośnie - wyższe wartości podatności magnetycznej. Globalne Zmiany Środowiska str. 14

Slide 15

Rekonstrukcja linii brzegowych http:www.pgi.gov.plimagesstoriesgeologiamorza Globalne Zmiany Środowiska str. 15

Slide 16

Względne zmiany poziomu wód w południowym Bałtyku http:www.pgi.gov.plimagesstoriesgeologiamorzafig26.jpg Globalne Zmiany Środowiska str. 16

Slide 17

Warwowane osady jeziorne 18O ( P D B ) -7 -8 -9 -1 0 -1 1 4 8 R L T x 1 0 -2 L a k e G o ś c ią ż R ó ż a ń s k i e t a l., 1 9 9 8 K u c e t a l., 1 9 9 8 4 4 L a k e G o ś c ią ż G o s la r , 1 9 9 8 4 0 3 6 R L T t. lig h t t.( lig h t d a r k ) 3 2 1 6 0 0 0 1 4 0 0 0 Globalne Zmiany Środowiska 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 L a ta k a le n d a r z o w e [B P ] 4 0 0 0 2 0 0 0 0 str. 17

Slide 18

Nacieki Woda nasycona dwutlenkiem węgla (pochodzącym z atmosfery oraz z gnijących szczątków organicznych) wsiąka w ziemię łącząc się ze znajdującym się tam węglanem wapnia (CaCO3). W wyniku reakcji tworzy się wodorosól - wodorowęglan wapnia Ca(HCO3)2. Następnie woda wraz z rozpuszczoną solą przepływa do jaskini, gdzie w wyniku odwrotnej reakcji wytrąca się węglan wapnia tworząc nacieki. CaCO3 H2O CO2 Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 H2O CO2 Najdłuższy zapis izotopowy dla nacieków z jaskini Devils Hole w Nevadzie (60560 tys. lat). Zapis bardzo podobny do morskiej krzywej izotopowej SPECMAP. Globalne Zmiany Środowiska str. 18

Slide 19

Nacieki Poprzednie maksimum interglacjalne wg SPECMAP 128 tys. lat wg DH 140 tys. lat Chronologia SPECMAP oparta na dostrojeniu do wymuszenia orbitalnego; chronologia Devils Hole oparta na wysokiej precyzji datowaniu. Ponadto: depozycja kalcytu możliwa po przejściu opadów przez system wód podziemnych, co może wymagać kilku tys. lat - jeszcze większa rozbieżność. Globalne Zmiany Środowiska str. 19

Slide 20

Dane biologiczne

Slide 21

Pierścienie rocznych przyrostów drzew Globalne Zmiany Środowiska str. 21

Slide 22

Pierścienie rocznych przyrostów drzew Andrew E. Douglass (1867-1962), Uważany za ojca dendrochronologii. Był astronomem. Podczas budowy obserwatorium w Arizonie zauważył podobne wzory szerokości pierścieni rocznych przyrostów w pniach drzew przeznaczonych do budowy. Na początku lat 20 XX wieku zainicjował dendrochronologię i sformułował podstawy metody cross-dating. Globalne Zmiany Środowiska str. 22

Slide 23

Pierścienie rocznych przyrostów drzew Globalne Zmiany Środowiska str. 23

Slide 24

Pierścienie rocznych przyrostów drzew http:www.ltrr.arizona.edutreerings.html - strona www The Laboratory of Tree Ring Research Globalne Zmiany Środowiska str. 24

Slide 25

Pierścienie rocznych przyrostów drzew Szerokość, gęstość, skład izotopów stabilnych Globalne Zmiany Środowiska str. 25

Slide 26

Analiza palinologiczna Pyłek sosny i brzozy Analiza palinologiczna badanie ziarn pyłku i spor (gatunek, względne rozpowszechnienie, absolutna koncentracja) : - umożliwia rekonstrukcje szaty roślinnej w przeszłości, rejestruje zmiany klimatyczne i paleogeograficzne; - jest nauką pomocniczą w archeologii; - w botanice, w pracach nad systematyką roślin. Pyłki najlepiej zachowują się w środowisku kwaśnym, bez dostępu powietrza - zbiorniki wodne i torfowiska. Najpewniejszych danych stratygraficznych dostarczają osady dużych zbiorników wodnych, w których sedymentacja zachodzi bez zakłóceń. Wyniki analiz przedstawia się w postaci diagramów Globalne Zmiany Środowiska str. 26

Slide 27

Analiza palinologiczna Rekonstrukcje ilościowe na podstawie danych palinologicznych Stosowane różne metody, ale zawsze opierają się na współczesnych danych Przedział temperatur oszacowany na podstawie współczesnych odpowiedników jest niewielki zadowalające rekonstrukcje temperatury W Europie, w skali regionalnej wilgotność jest rzadko głównym czynnikiem krytycznym współczesne odpowiedniki obejmują szeroki przedział wartości opadów rekonstrukcje opadów nie są zadowalające Jeziora dostarczają niezależnych informacji o zmianach w opadach i parowaniu. Na zmiany w bilansie hydrologicznym reagują zmianami powierzchni i głębokości (zmiany linii brzegowych). Globalne Zmiany Środowiska str. 27

Slide 28

Analiza palinologiczna Climate Dynamics (1996) 12: 185194 Reconstructing biomes from palaeoecological data: a general method and its application to European pollen data at 0 and 6 ka I C Prentice, J Guiot, B Huntley, D Jolly and R Cheddadi Globalne Zmiany Środowiska str. 28

Slide 29

Drobne szczątki i organizmy Makroszczątki roślinne (wiek, dystrybucja) np. nasiona brzozy Owady (nagromadzenia) W osadach doskonale zachowują się chitynowe pancerzyki chrząszczy oraz aparaty gębowe i tarczki głowowe ochotkowatych (muchówek); Istnieją gatunki o określonych wymaganiach środowiskowych. Cenna właściwość możliwość b. szybkiego przemieszczania się jako reakcji na zmianę warunków klimatycznych. Okrzemki analiza diatomologiczna okrzemki jednokomórkowe glony wytwarzają krzemionkowe pancerzyki; różny skład gatunkowy w wodzie stojącej i płynącej; gatunki stenotermiczne, alkali-, acido-filne i obojętne wskaźnik temp. i pH; euhaloby (30-40), mezohaloby (5-20) i oligohaloby wskaźnik zasolenia Globalne Zmiany Środowiska str. 29

Slide 30

Drobne szczątki i organizmy 1. 2. 3. Badania pierwotniaków Otwornice (Foraminifera) i promienice (Radiolaria) w osadach morskich Ameby skorupkowe i cysty wiciowców w osadach jeziornych Badania mięczaków (ślimaków i małży) małe tempo ewolucji wnioski stratygraficzne na podstawie czasu wymierania taksonów Badania skorupiaków Wioślarki (Cladocera) Małżoraczki (Ostracoda) Globalne Zmiany Środowiska str. 30

Slide 31

Korale Korale rosną tylko w określonych warunkach: temp., przejrzystość wody, dostępność składników pokarmowych. Globalne Zmiany Środowiska str. 31

Slide 32

Korale Pomiary izotopów stabilnych Pomiary stosunków CdCa i BaCa, będących wskaźnikiem upwellingu. Upwelling to zjawisko podnoszenia się oceanicznych wód głębinowych, zwykle z głębokości poniżej termokliny, na powierzchnię. Generowane jest przede wszystkim przez wiatry wiejące wzdłuż brzegu, które powodują, zgodnie z teorią Ekmana, odpływanie od brzegu wody powierzchniowej i zastępowanie jej wodami z niższych warstw. Na półkuli północnej zjawisko to zachodzi gdy ląd znajduje się po lewej stronie prądu, na półkuli południowej - po prawej. Zdjęcie rentgenowskie korala Wiek korala - liczenie warstw warstwy ciemne zimowe warstwy jasne wiosna, lato Globalne Zmiany Środowiska str. 32

Slide 33

Korale Globalne Zmiany Środowiska str. 33