Koliki su globalni učinci leda pokrivali toliko mnogo našeg planeta?

Zadnji ledeni maksimum (LGM) odnosi se na najnovije razdoblje u povijesti Zemlje, kada su ledenjaci bili najgušći, a razina mora najniža, otprilike između 24.000–18.000 kalendara prije godina (cal bp). Za vrijeme LGM-a ledene plohe na cijelom kontinentu prekrivale su visinsku Europu i Sjevernu Ameriku, a razina mora bila je između 400 i 150 metara niža nego što je danas. Na vrhuncu Posljednjeg glacijalnog maksimuma, cijeli Antarktika, veliki dijelovi Europe, Sjeverne i Južne Amerike, te mali dijelovi Azije bili su prekriveni strmim kupolastim i debelim slojem leda.

Zadnji ledeni maksimum: Ključni odvodi

Nadmoćni dokazi o tom davno prošlom procesu vide se u sedimentima koji su po cijelom svijetu smješteni na promjenama razine mora, u koralnim grebenima i ušću i oceanima; a u golemim sjevernoameričkim ravnicama pejzaži su raštrkani tisućama godina glacijalnog pokreta.

Kao predvodnik LGM-a između 29.000 i 21.000 cal bp, naš je planet vidio stalne ili sporo povećane količine leda, s razinom mora dostižući najnižu razinu (oko 450 stopa ispod današnje norme) kada je bilo ledenih led oko 52x10 (6) kubnih kilometara više nego što je tamo danas.

Istraživače zanima posljednji glacijalni maksimum zbog trenutka kada se to dogodilo: bio je to najnoviji globalno utjecale na klimatske promjene, a dogodilo se i u određenoj mjeri utjecale na brzinu i putanju kolonizacija američkih kontinenata. Karakteristike LGM-a koje znanstvenici koriste kako bi pomogli prepoznati utjecaje tako velike promjene uključuju fluktuacije u učinkovita razina mora, te smanjenje i naknadno povećanje ugljika kao dijelova po milijun u našoj atmosferi tijekom toga razdoblje.

Obje su ove karakteristike slične - ali suprotno - izazovima klimatskih promjena s kojima se suočavamo danas: tijekom LGM-a, i nivo mora i postotak ugljik u našoj atmosferi bili su znatno niži od onoga što danas vidimo. Još ne znamo čitav utjecaj što to znači za naš planet, ali efekti su trenutno nesporni. Donja tablica prikazuje promjene efektivne razine mora u posljednjih 35.000 godina (Lambeck i suradnici) i dijelove na milijun ugljika u atmosferi (Cotton i kolege).

• Godine BP, razlika u razini mora, PPM atmosferski ugljik
• 2018., +25 centimetara, 408 ppm
• 1950, 0, 300 ppm
• 1.000 BP, -21 metra + -. 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

Glavni uzrok pada razine mora tijekom ledenog doba bilo je kretanje vode iz oceana u led i dinamičan odgovor planeta na ogromnu težinu svega leda na našim kontinentima. U Sjevernoj Americi za vrijeme LGM-a cijela Kanada, južna obala Aljaske i gornja 1/4 Sjedinjenih Država bili su prekriveni ledom koji se proteže sve do juga kao i države Iowa i Zapadna Virginija. Ledeni led pokrivao je i zapadnu obalu Južne Amerike, a u Andama se prostirao u Čile i veći dio Patagonije. U Europi se led prostirao sve do Njemačke i Poljske; u Aziji su ledene ploče stigle do Tibeta. Iako nisu vidjeli led, Australija, Novi Zeland i Tasmanija bili su jedno kopno; a planine širom svijeta držale su ledenjake.

Kasno pleistocensko razdoblje doživjelo je cikličku biciklizam između hladnog ledenjaka i toplog međuglacijalnog razdoblja kada su globalne temperature i atmosferski CO² oscilirao do 80–100 ppm što odgovara temperaturnim promjenama od 3–4 stupnja Celzijusa (5,4–7,2 stupnja Farenheita): povećava se atmosferski CO² prethodio pad globalne ledene mase. U oceanu se skladišti ugljik (tzv sekvestracija ugljika) kada je leda malo i tako neto priliv ugljika u našu atmosferu koji je obično uzrokovan hlađenjem pohranjuje se u našim oceanima. Međutim, niža razina mora također povećava salinitet, a to i druge fizičke promjene u velikim razmjerama oceanske struje a morska ledena polja također doprinose sakupljanju ugljika.

Slijedi najnovije razumijevanje procesa napretka klimatskih promjena za vrijeme LGM-a od Lambeck-a i sur.

• 35.000–31.000 cal- blagi pad razine mora (prelazak iz Ålesund Interstadial)
• 31.000–30.000 cal- brz pad od 25 metara, s brzim rastom leda, posebno u Skandinaviji
• 29.000–21.000 cal- konstantna ili sporo rastuća količina leda, širenje skandinavske ledene ploče na istok i jug i širenje ledene plohe Laurentide prema jugu, najniža na 21
• 21.000–20.000 cal—Ponižavanje deglacijacije,
• 20,000–18,000cal BP—Smjerno porast razine mora od 10-15 metara
• 18.000–16.500 cal BP—Blizu stalne razine mora
• 16.500–14.000 cal- velika faza deglacijacije, učinkovita promjena razine mora u oko 120 metara u prosjeku 12 metara na 1000 godina
• 14.500–14.000 cal- (toplo razdoblje Bølling- Allerød), visoka stopa porasta razine mora, prosječni porast razine mora 40 mm godišnje
• 14.000–12.500 cal BP- razina mora poraste do 20 metara u 1500 godina
• 12.500–11.500 cal BP- (mlađi Dryas), znatno smanjena stopa porasta razine mora
• 11.400–8.200 cal BP- jednolični globalni uspon, oko 15 m / 1000 godina
• 8.200–6.700 cal BP- smanjena brzina porasta razine mora, u skladu s završnom fazom sjevernoameričke deglacijacije od 7 ka
• 6.700 cal BP – 1950— Progresivno smanjenje porasta razine mora
• 1950-prisutan- prvi porast mora u 8.000 godina

Krajem 1890-ih industrijska revolucija počela je bacati dovoljno ugljika u atmosferu da bi utjecala na globalnu klimu i pokrenula promjene koje su trenutno u tijeku. Do pedesetih godina prošlog stoljeća, znanstvenici poput Hans Suess i Charles David Keeling počeli su prepoznavati prirođene opasnosti od ugljika koji dodaje čovjek u atmosferi. Globalna srednja razina mora (GMSL), prema Agencija za zaštitu okoliša, porastao je gotovo 10 centimetara od 1880. godine i čini se da se svim mjerama ubrzava.

Većina ranih mjera trenutnog porasta razine mora temeljila se na promjenama plime na lokalnoj razini. Noviji podaci dolaze iz satelitske altimetrije koja uzorkuje otvorene oceane, omogućujući precizne kvantitativne izjave. To je mjerenje počelo 1993. godine, a 25-godišnji rekord pokazuje da je globalna srednja razina mora porasla na stopa između 3 +/- 4 milimetra godišnje ili ukupno gotovo 3 inča (ili 7,5 cm) od kada su zapisi počeli. Sve više i više studija pokazuje da će se, osim ako se emisije ugljika ne smanje, povećati dodatnih 2,55 stopa (.65–1,30 m) do 2100. godine.

Područja koja su već bila pod utjecajem porasta razine mora uključuju američku istočnu obalu gdje se između 2011. i 2015. razina mora popela do pet inča (13 cm). Plaža Myrtle u Južnoj Karolini doživjeli visoku plimu u studenom 2018. koja je preplavila njihove ulice. Na Floridi Everglades (Dessu i kolege 2018.) porast razine mora izmjeren je na 13 inča (13 cm) između 2001. i 2015. godine. Dodatni utjecaj je porast prstova soli koji mijenjaju vegetaciju, zbog povećanja priliva tijekom sušne sezone. Qu i kolege (2019.) proučavali su 25 stanica za plimu u Kini, Japanu i Vijetnamu, a podaci o plimama pokazuju da je porast razine mora u razdoblju od 1993. do 2016. bio 3,2 mm godišnje (ili 3 inča).

Dugoročni podaci prikupljani su u cijelom svijetu, a procjene su da će do 2100. goditi 3–6 stopa (1-2) metar) moguć je porast srednje razine globalnog mora, praćen ukupnim stupnjem Celzijusa od 1,5 do 2 zagrijavanje. Neki od najglupljih sugeriraju da porast od 4,5 stupnjeva nije nemoguć ako se emisije ugljika ne smanje.

Prema najnovijim teorijama, LGM je utjecao na napredak ljudske kolonizacije američkih kontinenata. Za vrijeme LGM-a ulazak u Ameriku blokirali su ledeni slojevi: mnogi znanstvenici sada vjeruju da kolonisti su počeli ulaziti u Ameriku preko cijele Beringije, možda već prije 30 000 godina prije.

Prema genetskim studijama, ljudi su nasukani na Most Beringa tijekom LGM-a između 18.000–24.000 cal BP, zarobljeni ledom na otoku prije nego što ih je oslobodio led koji se povlačio.

• _{Bourgeon L, Burke A i Higham T. 2017. Najstarija ljudska prisutnost u Sjevernoj Americi datirana do posljednjeg glacijalnog maksimuma: novi datumi ugljikovodika iz špilja Bluefish, Kanada.PLOS JEDAN 12 (1): e0169486.}
• _{Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z i Etheridge DM. 2016. Tsimulirao je klimu Posljednjeg glacijalnog maksimuma i uvid u globalni morski ciklus ugljika. Klima prošlosti 12(12):2271-2295.}
• _{Pamuk JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM i Still CJ. 2016. Klima, CO2 i povijest sjevernoameričkih trava od posljednjeg glacijalnog maksimuma.Napredak znanosti 2 (e1501346).}
• Dessu, Shimelis B. i sur. "Učinci porasta razine mora i upravljanja slatkom vodom na dugoročne razine vode i kakvoću vode na obalnim evergladama Floride." Časopis za upravljanje okolišem 211 (2018): 164–76. Ispis.
• _{Lambeck K, Rouby H, Purcell A, Sun Y i Sambridge M. 2014. Razina mora i globalne količine leda od posljednjeg glacijalnog maksimuma do holocena.Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgren A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR i Vandenberghe J. 2016. Karte i procjena područja GIS-a temeljenih na GIS-u tijekom posljednjeg ledenog maksimuma na sjevernoj hemisferi.Permafrost i periglacijalni procesi 27(1):6-16.}
• _{Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE i Kaplan MR. 2015. Radiokarbonska kronologija zadnjeg ledenjačkog maksimuma i njegovo zaustavljanje u sjeverozapadnoj Patagoniji.Kvartarne znanstvene recenzije 122:233-249.}
• Nerem, R. S., et al. "Klimatske promjene-ubrzani porast razine mora otkriveni u eri visine." Zbornik radova Nacionalne akademije znanosti 115.9 (2018): 2022–25. Ispis.
• Qu, Ying i sur. "Rast obalnog mora porasta oko kineskih mora." Globalne i planetarne promjene 172 (2019): 454–63. Ispis.
• Slangen, Aimée B. A., et al. "Procjena modela simulacija porasta razine mora dvadesetog stoljeća. Dio I: Globalna promjena razine mora." Časopis za klimu 30.21 (2017): 8539–63. Ispis.
• _{Willerslev E, Davison J, Moora M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gussarova G, Haile J i sur. 2014. Pedeset tisuća godina arktičke vegetacije i megafaunalna prehrana.Priroda 506(7486):47-51.}