Mahnazmezon

Laatste glaciale maximum - De laatste grote wereldwijde klimaatverandering

Wetenschap
Share

De Laatste glaciale maximum (LGM) verwijst naar de meest recente periode in de geschiedenis van de aarde toen de gletsjers op hun dikst waren en de zeespiegel op hun laagste, ongeveer tussen 24.000 - 18.000 kalenderjaren geleden (cal bp). Tijdens de LGM bedekten continentale wijde ijskappen Europa en Noord-Amerika op grote breedtegraad, en de zeespiegel was tussen de 400-450 voet (120-135 meter) lager dan vandaag. Op het hoogtepunt van het laatste glaciale maximum, waren heel Antarctica, grote delen van Europa, Noord-Amerika en Zuid-Amerika en kleine delen van Azië bedekt met een steile koepelvormige en dikke laag ijs.

Laatste glaciale maximum: belangrijke afhaalrestaurants

  • Het laatste gletsjermaximum is de meest recente tijd in de geschiedenis van de aarde toen de gletsjers het dikst waren. 
  • Dat was ongeveer 24.000-18.000 jaar geleden. 
  • Heel Antarctica, grote delen van Europa, Noord- en Zuid-Amerika en Azië waren bedekt met ijs. 
  • Sinds ongeveer 6.700 jaar bestaat er een stabiel patroon van ijs, zeeniveau en koolstof in de atmosfeer.
  • Dat patroon is gedestabiliseerd door de opwarming van de aarde als gevolg van de industriële revolutie. 

Bewijs

Het overweldigende bewijs van dit lang vervlogen proces wordt gezien in sedimenten die zijn vastgelegd door zeespiegelveranderingen over de hele wereld, in koraalriffen en estuaria en oceanen; en in de uitgestrekte Noord-Amerikaanse vlakten schraapten landschappen vlak door duizenden jaren ijsbeweging.

In de aanloop naar de LGM tussen 29.000 en 21.000 cal bp zag onze planeet constante of langzaam toenemende ijsvolumes, waarbij de zeespiegel het laagste niveau bereikte (ongeveer 450 voet onder de norm van vandaag) toen er ongeveer 52x10 (6) kubieke kilometer was meer gletsjerijs dan er vandaag is.

Kenmerken van de LGM

Onderzoekers zijn geïnteresseerd in het laatste glaciale maximum omdat het gebeurde: het was de meest recente wereldwijde impact op de klimaatverandering, en het gebeurde en beïnvloedde in zekere mate de snelheid en het traject van de kolonisatie van de Amerikaanse continenten. De kenmerken van de LGM die wetenschappers gebruiken om de impact van een dergelijke grote verandering te helpen identificeren, zijn onder meer schommelingen in het effectieve zeeniveau en de afname en daaropvolgende toename van koolstof als delen per miljoen in onze atmosfeer tijdens die periode.

Beide kenmerken zijn vergelijkbaar, maar tegengesteld aan de uitdagingen van de klimaatverandering waarmee we vandaag worden geconfronteerd: tijdens de LGM waren zowel de zeespiegel als het percentage koolstof in onze atmosfeer aanzienlijk lager dan wat we vandaag zien. We weten nog niet de volledige impact van wat dat voor onze planeet betekent, maar de effecten zijn momenteel niet te ontkennen. De onderstaande tabel toont de veranderingen in effectief zeeniveau in de afgelopen 35.000 jaar (Lambeck en collega's) en delen per miljoen koolstof uit de atmosfeer (katoen en collega's).

  • Jaar BP, zeespiegelverschil, PPM atmosferische koolstof
  • 2018, +25 centimeter, 408 ppm
  • 1950, 0, 300 ppm
  • 1.000 BP, -.21 meter + -. 07, 280 ppm
  • 5.000 BP, -2,38 m +/-. 07, 270 ppm
  • 10.000 BP, -40,81 m +/- 1,51, 255 ppm
  • 15.000 BP, -97,82 m +/- 3,24, 210 ppm
  • 20.000 BP, -135.35 m +/- 2.02,> 190 ppm
  • 25.000 BP, -131,12 m +/- 1,3
  • 30.000 BP, -105.48 m +/- 3.6
  • 35.000 BP, -73,41 m +/- 5,55

De belangrijkste oorzaak van de daling van de zeespiegel tijdens de ijstijden was de beweging van water uit de oceanen in ijs en de dynamische reactie van de planeet op het enorme gewicht van al dat ijs bovenop onze continenten. In Noord-Amerika waren tijdens de LGM heel Canada, de zuidelijke kust van Alaska en de bovenste 1/4 van de Verenigde Staten bedekt met ijs dat zich uitstrekte tot het zuiden als de staten Iowa en West Virginia. Glaciaal ijs bedekte ook de westkust van Zuid-Amerika, en in de Andes die zich uitstrekte tot Chili en het grootste deel van Patagonië. In Europa strekte het ijs zich uit tot in het zuiden van Duitsland en Polen; in Azië bereikten ijskappen Tibet. Hoewel ze geen ijs zagen, waren Australië, Nieuw-Zeeland en Tasmanië een enkele landmassa; en bergen over de hele wereld hadden gletsjers.

De voortgang van wereldwijde klimaatverandering

Bezoekers lopen op een pad dat leidt naar de smeltende en met rots bedekte Pasterze-gletsjerwandeling langs een meer van gletsjerwater in een rotsachtig bassin dat ooit op minstens 27 meter diep werd gevuld door gletsjerijs op 27 augustus 2016 in de buurt van Heiligenblut am Grossglockner, Oostenrijk. Het Europees Milieuagentschap voorspelt dat het volume van Europese gletsjers tegen 2100 met 22% tot 89% zal afnemen, afhankelijk van de toekomstige intensiteit van broeikasgassen. Sean Gallup / Getty Images

De late Pleistoceen periode kende een zaagtand-achtige cyclus tussen koele glaciale en warme interglaciale perioden wanneer mondiale temperaturen en atmosferische CO2 fluctueerde tot 80-100 ppm overeenkomend met temperatuurvariaties van 3-4 graden Celsius (5.4-7.2 graden Fahrenheit): toename van atmosferische CO2 voorafgegaane dalingen van globale ijsmassa. De oceaan slaat koolstof op (koolstofvastlegging genoemd) wanneer het ijs laag is, en dus wordt de netto instroom van koolstof in onze atmosfeer, die meestal wordt veroorzaakt door koeling, opgeslagen in onze oceanen. Een lager zeeniveau verhoogt echter ook het zoutgehalte, en die en andere fysieke veranderingen in de grootschalige oceaanstromingen en zeeijsvelden dragen ook bij aan koolstofvastlegging.

Het volgende is het laatste inzicht in het proces van de voortgang van de klimaatverandering tijdens de LGM van Lambeck et al.

  • 35.000-31.000 cal BP-langzame daling van de zeespiegel (overgang uit Ålesund Interstadial)
  • 31.000-30.000 cal BP-snelle val van 25 meter, met snelle ijsgroei vooral in Scandinavië
  • 29.000-21.000 cal BP-constante of langzaam groeiende ijsvolumes, oostelijke en zuidelijke expansie van de Scandinavische ijskap en de zuidelijke expansie van de Laurentide-ijskap, het laagst op 21
  • 21.000-20.000 cal BP-begin van deglaciatie,
  • 20,000-18,000 cal BP-kortstondige zeespiegelstijging van 10-15 meter
  • 18.000-16.500 cal BP-bijna constant zeeniveau
  • 16.500-14.000 cal BP-belangrijkste fase van deglaciatie, effectieve zeespiegelverandering ongeveer 120 meter met een gemiddelde van 12 meter per 1000 jaar
  • 14.500-14.000 cal BP-(Bølling- Allerød warme periode), hoog stijgingspercentage, gemiddelde stijging van de zeespiegel 40 mm per jaar
  • 14.000-12.500 cal BP-zeeniveau stijgt ~ 20 meter in 1500 jaar
  • 12.500-11.500 cal BP-(Jongere Dryas), een veel lagere stijging van de zeespiegel
  • 11.400-8.200 cal BP-vrijwel uniforme wereldwijde stijging, ongeveer 15 m / 1000 jaar
  • 8.200-6.700 cal BP-verlaagde zeespiegelstijging, consistent met de laatste fase van Noord-Amerikaanse deglaciatie bij 7ka
  • 6.700 cal BP-1950-geleidelijke daling van de zeespiegelstijging
  • 1950-heden-eerste zeestijgingstoename in 8.000 jaar

Opwarming van de aarde en moderne zeespiegelstijging

Tegen het einde van de jaren 1890 begon de industriële revolutie voldoende koolstof in de atmosfeer te gooien om het mondiale klimaat te beïnvloeden en de veranderingen in gang te zetten die momenteel aan de gang zijn. Tegen de jaren 1950 begonnen wetenschappers zoals Hans Suess en Charles David Keeling de inherente gevaren van door mensen toegevoegde koolstof in de atmosfeer te herkennen. Het wereldwijde gemiddelde zeeniveau (GMSL), volgens het Environmental Protection Agency, is sinds 1880 bijna 10 centimeter gestegen en lijkt door alle maatregelen te versnellen. 

De meeste vroege metingen van de huidige zeespiegelstijging zijn gebaseerd op veranderingen in getijden op lokaal niveau. Meer recente gegevens zijn afkomstig van satellietaltimetrie die monsters neemt van de open oceanen, waardoor precieze kwantitatieve uitspraken mogelijk zijn. Die meting begon in 1993, en het 25-jarige record geeft aan dat het wereldwijde gemiddelde zeeniveau is gestegen met een snelheid tussen 3 +/-. 4 millimeter per jaar, of een totaal van bijna 3 inch (of 7,5 cm) sinds records begon. Meer en meer onderzoeken geven aan dat, tenzij de CO2-uitstoot wordt verminderd, een extra stijging van 2-5 voet (.65-1.30 m) tegen 2100 waarschijnlijk is. 

Specifieke studies en langetermijnvoorspellingen

De Amerikaanse Fish and Wildlife-ecoloog Phillip Hughes inspecteert dode knoophoutbomen die zijn bezweken aan zoutwaterinval in Big Pine Key, Florida. Sinds 1963 wordt de hooggelegen vegetatie van Florida Keys vervangen door zouttolerante vegetatie. Joe Raedle / Getty Images

Gebieden die al worden beïnvloed door zeespiegelstijgingen zijn de Amerikaanse oostkust, waar de zeespiegel tussen 2011 en 2015 steeg tot vijf inch (13 cm). Myrtle Beach in South Carolina kende in november 2018 vloed die hun straten overspoelde. In de Florida Everglades (Dessu en collega's 2018) is de zeespiegelstijging gemeten op 5 inch (13 cm) tussen 2001 en 2015. Een extra effect is een toename van zoutpieken die de vegetatie veranderen, vanwege een toename van de instroom tijdens de droge seizoen. Qu en collega's (2019) hebben 25 getijdenstations in China, Japan en Vietnam bestudeerd en getijdengegevens geven aan dat de zeespiegelstijging van 1993-2016 3,2 mm per jaar (of 3 inch) was. 

Over de hele wereld zijn langetermijngegevens verzameld, en schattingen zijn dat tegen 2100 een stijging van 1-2 meter in het gemiddelde mondiale zeeniveau mogelijk is, vergezeld van een temperatuur van 1,5-2 graden Celsius bij de algehele opwarming . Sommigen van de ergste suggereren dat een stijging van 4,5 graden niet onmogelijk is als de CO2-uitstoot niet wordt verminderd.  

De timing van de Amerikaanse kolonisatie

Volgens de meest recente theorieën heeft de LGM de voortgang van de menselijke kolonisatie van de Amerikaanse continenten beïnvloed. Tijdens de LGM werd de toegang tot Amerika geblokkeerd door ijskappen: veel geleerden geloven nu dat de kolonisten Amerika begonnen binnen te komen in wat Beringia was, misschien al 30.000 jaar geleden.

Volgens genetische studies waren mensen gestrand op de Bering Land-brug tijdens de LGM tussen 18.000-24.000 cal BP, gevangen door het ijs op het eiland voordat ze werden vrijgelaten door het terugtrekkende ijs.

bronnen

  • Bourgeon L, Burke A en Higham T. 2017. Vroegste menselijke aanwezigheid in Noord-Amerika tot het laatste glaciale maximum gedateerd: nieuwe radiokoolstofdata uit Bluefish Caves, Canada. PLOS EEN 12 (1): e0169486.
  • Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z en Etheridge DM. 2016. Het gesimuleerde klimaat van het laatste glaciale maximum en inzichten in de mondiale koolstofcyclus op zee. Klimaat van vroeger 12 (12): 2271-2295.
  • Cotton JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM en Still CJ. 2016. Klimaat, CO2 en de geschiedenis van Noord-Amerikaanse grassen sinds het laatste glaciale maximum. Wetenschap gaat vooruit 2 (e1501346).
  • Dessu, Shimelis B., et al. "Effecten van zeespiegelstijging en zoetwaterbeheer op de lange termijn waterstanden en waterkwaliteit in de Everglades Coast, Florida." Journal of Environmental Management 211 (2018): 164-76. Afdrukken.
  • Lambeck K, Rouby H, Purcell A, Sun Y en Sambridge M. 2014. Zeeniveau en wereldwijde ijsvolumes van het laatste glaciale maximum tot het holoceen. Proceedings van de National Academy of Sciences 111 (43): 15296-15303.
  • Lindgren A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR en Vandenberghe J. 2016. Op GIS gebaseerde kaarten en gebiedsschattingen van het noordelijk halfrond Permafrost tijdens het laatste glaciale maximum. Permafrost en Periglaciale processen 27 (1): 6-16.
  • Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE en Kaplan MR. 2015. Radiokoolstofchronologie van het laatste glaciale maximum en de beëindiging ervan in het noordwesten van Patagonië. Quaternary Science beoordelingen 122: 233-249.
  • Nerem, R. S., et al. "Door klimaatverandering gedreven versnelde stijging van de zeespiegel gedetecteerd in de hoogtemeterperiode." Proceedings van de National Academy of Sciences 115.9 (2018): 2022-25. Afdrukken.
  • Qu, Ying, et al. "Kustzeespiegelstijging rond de Chinese zeeën." Wereldwijde en planetaire verandering 172 (2019): 454-63. Afdrukken.
  • Slangen, Aimée B. A., et al. "Evalueren van modelsimulaties van de zeespiegelstijging in de twintigste eeuw. Deel I: Wereldwijde gemiddelde zeespiegelverandering." Journal of Climate 30.21 (2017): 8539-63. Afdrukken.
  • Willerslev E, Davison J, Moora M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gussarova G, Haile J et al. 2014. Vijftigduizend jaar arctische vegetatie en megafaunaal dieet. Natuur 506 (7486): 47-51.
Wetenschap
×