Paleoclimatologie

Paleoclimatologia este o ramură a științelor pământului și, în special, a climatologiei, care are ca scop reconstituirea tendinței climatice din epocile trecute prin utilizarea datelor proxy , care sunt proprietăți chimico-fizice ale anumitor arhive naturale, atât organice, cât și anorganice. De asemenea, este utilizat pe scară largă în arheologie datorită mare ajutor pe care îl oferă până în prezent descoperirilor găsite în zonele de săpături sau descoperiri.

Descriere

Același subiect în detaliu: Analiza seriilor de timp , coring și dendrocronologie .

Secțiunea unui copac

Datele proxy sunt capabile să ofere informații despre variațiile unui paleomediu dat în ceea ce privește modificările endogene și exogene care acționează asupra acestuia. Printre schimbările exogene se află și climatul la scară globală. Prin urmare, reconstrucțiile paleoambientale permit să înțeleagă modul în care mediul studiat a reacționat la variațiile climatice, indirect, prin urmare, permit efectuarea și reconstrucțiilor paleoclimatice.

Surse de date pentru studiul paleoclimatologiei sunt ghețarii (în interiorul cărora, prin carotaj, pot fi găsite reziduuri organice precum polenul , studiate prin palinologie sau pot fi analizate chimic), fosile (organisme și plante fosile de origine marină sau studii continentale studiate prin paleobotanică ), studiul sedimentelor geologice, a inelelor de creștere a copacilor ( dendroclimatologie ) și a stratigrafiei izotopice , care studiază variațiile raportului izotopilor stabili ai unor elemente chimice considerate orientative.

Incertitudini și limite

Cu cât ne îndreptăm mai mult în timp, cu atât sensibilitatea acestor studii scade și, în consecință, crește incertitudinea sau eroarea rezultatelor. O altă sursă de incertitudine cu privire la rezultate derivă din diferitele elaborări statistice aplicate datelor colectate, adică seriei istorice .

Rezultate științifice

Tendința istorică a climei terestre

Ciclurile de glaciație și perioadele interglaciare în funcție de nucleele de la neozoic încoace.

Pământul are o vechime de 4,5 miliarde de ani și paleoclimatologia a ajuns să studieze clima Pământului până la aproximativ 2,5 miliarde de ani. De fapt, cele mai vechi roci și fosile ajung în acest moment prin care este posibilă reconstituirea, într-un mod mai mult sau mai puțin aproximativ, a climei pământului. Prin analiza climatică terestră a fost posibilă identificarea ciclurilor climatice precise care se repetă în timp cu intervale de timp destul de regulate. Dintre diferitele cicluri le distingem pe cele care durează milioane de ani (perioade glaciare, epoci interglaciare), cele care durează mii de ani (perioade glaciare, perioade interglaciare), cele care au o durată mai scurtă și urmează cicluri mai scurte de sute sau zeci de ani. În general, se disting trei scale de timp:

variația climatică pe o scară largă de timp (milioane de ani cu alternarea epocilor glaciare și a epocilor interglaciare );
variații climatice pe o scară medie de timp (de mii de ani cu alternanța perioadelor glaciare și a perioadelor interglaciare ) caracterizate prin „ glaciații ”;
variații climatice pe o scară de timp redusă (zeci și sute de ani cu faze reci de răcire climatică și faze calde de încălzire climatică caracterizate prin scăderea sau creșterea temperaturilor).

În primul grad, climatul Pământului a fost împărțit în epoci de gheață și epoci interglaciare , adică perioade de câteva milioane de ani în care există gheață pe Pământ (perioade de gheață) sau nu există nicio urmă a acesteia (epoci interglaciare). Evident, temperaturile terestre sunt mai ridicate în perioada interglaciară decât în perioada glaciară. În al doilea rând, fiecare epocă de gheață a fost împărțită în perioade glaciare și perioade interglaciare , adică perioade de mii de ani în care există un avans general ( glaciații ) sau o retragere a gheții (perioada interglaciară). Evident, temperaturile terestre rămân relativ mai ridicate în perioadele interglaciare decât în perioadele glaciare. În gradul al treilea, analizând faze mai scurte ale climei terestre care durează zeci sau sute de ani, putem identifica faze mai mult sau mai puțin ciclice: în special, printre fazele ciclice, s-a constatat o variabilitate legată de activitatea solară care prezintă cicluri cu perioade de 11 ani ( ciclul de 11 ani al Soarelui ) și 200 de ani; în timp ce printre factorii neciclici există o corelație între scăderile de temperatură și erupțiile vulcanice importante sau alte evenimente geologice încă în studiu.

Ultimele glaciații (acum 2 milioane de ani - 10.000 î.Hr.)

Același subiect în detaliu: Cronologia glaciațiilor .

Cicluri glaciare și interglaciare reprezentate prin măsurarea prezenței CO2 atmosferic , detectat în probele de gheață începând cu 650.000 de ani în urmă

În special, în studiile de paleoclimatologie este interesant să reconstruim cel mai recent climat al Pământului cu o precizie din ce în ce mai mare. Analizând climatul epocii glaciare actuale, putem identifica 4 perioade glaciare și 4 perioade interglaciare, adică 4 faze de glaciație și tot atâtea de retragere a gheții. Cele 4 glaciații sunt:

Günz, acum aproximativ 680.000 - 620.000 de ani
Mindel, acum aproximativ 455.000 până la 300.000 de ani
Riss, acum aproximativ 200.000 până la 130.000 de ani
Würm, acum aproximativ 110.000 până la 12.000 de ani

În timp ce fazele interglaciare dintre o glaciație și alta se numesc Günz-Mindel , Mindel-Riss , Riss-Würm și actuala perioadă postglaciară .

Perioada postglaciară (10.000 î.Hr. - prezent)

Tendința temperaturii globale în ultimii 2000 de ani, conform a zece studii diferite ( controversa bățului de hochei ).

Perioada interglaciară pe care o traversăm în prezent (perioada postglaciară) a început în urmă cu aproximativ 10-12 000 de ani, iar analiza sa are loc prin intermediul unor cronologii foarte precise datorită mai ales studiilor de dendroclimatologie , în special pentru Europa.

8000 BC-7000 BC : „Faza pre-boreală recentă”. Perioadă caracterizată prin temperaturi reci.
7000 BC-5500 BC : „Faza boreală”. Temperaturi mai calde, ierni blande.
5500 î.Hr.-2000 î.Hr . : „faza atlantică”. Chiar și mai cald decât precedentul: în Europa temperaturile medii cresc până la 4 ° C peste cele actuale și rămân stabile. Ghețarii s-au retras la nivele mai mici decât sunt astăzi; Marea Arctică era probabil fără gheață în timpul verii. Clima caldă a favorizat dezvoltarea culturilor din epoca bronzului în Europa de Nord.
2000 BC-500 BC : „Faza subboreală”. Reveniți la un climat mai rece și mai ploios. Ghețarii încep să avanseze din nou. Temperaturile scad treptat până în jurul anului 1300 î.Hr., când încep să crească din nou.
500 î.Hr.-500 d.Hr . : „ perioadă caldă romană ”. Fază caracterizată prin temperaturi peste nivelul actual.
500-800 : „ Epoca de gheață antică târzie ”. Faza scurtă caracterizată printr-un climat mai rece.
800-1300 : „ Perioada caldă medievală ”. Fază caracterizată prin temperaturi ridicate, până la 2 ° C peste nivelul actual și o climă stabilă. Vița de vie a fost cultivată în Norvegia. Datorită creșterii terenurilor arabile, populația Europei s-a cvadruplat în această perioadă.
1300-1850 : „ Mică epocă de gheață ”. Clima rece și instabilă a favorizat reapariția foametei și epidemiilor (cea mai gravă a fost ciuma neagră de la mijlocul secolului al XIV-lea ). Avansarea ghețarilor în toată Europa.
1850-prezent : nouă creștere progresivă a temperaturilor (cu o inversare temporară a tendinței între 1940 și 1975 ). Retragerea ghețarilor. În ultimii ani, au fost atinse cele mai ridicate temperaturi medii de când există înregistrări.

Bibliografie

Bradley, Raymond S.,Paleoclimatologie cuaternară: metode de reconstrucție paleoclimatică , Boston, Allen și Unwin, 1985, ISBN 0-04-551067-9 .
Imbrie, John, Ice age : solving the mystery , Cambridge MA, Harvard University Press, 1986, c1979, ISBN 0-674-44075-7 .
Lynn Margulis și Dorion Sagan, Origini ale sexului: trei miliarde de ani de recombinare genetică , seria Bio-origini, New Haven, Yale University Press, 1986, ISBN 0-300-03340-0 .
Gould, Stephen Jay, Viața minunată, povestea lui Burgess Shale , New York, WW Norton, 1989, ISBN 0-393-02705-8 .
Crowley, Thomas J. și North, Gerald R., Paleoclimatology , Oxford monographs on geology and geophysics, vol. 18, Oxford, Clarendon Press, 1996, ISBN 0-19-510533-8 .
Karl-Heinz Ludwig: Eine kurze Geschichte des Klimas. Von der Entstehung der Erde bis heute, Herbst 2006 , (O scurtă istorie a climei. De la originea Pământului până astăzi, toamna 2006) ISBN 3-406-54746-X
William F. Ruddimann, Clima Pământului - trecut și viitor , Palgrave Macmillan, 2001, ISBN 0-7167-3741-8 .
B. Windley, Continentele în evoluție , New York, Wiley Press, 1984.
Drummond, Carl N. și Wilkinson, Bruce H., Variabilitatea interanuală în datele climatice , în Journal of Geology , vol. 114, nr. 3, 2006, pp. 325–339, Bibcode : 2006JG .... 114..325D , DOI : 10.1086 / 500992 .
Emmanuel Le Roy Ladurie , Timpul sărbătorilor, timpul foametei. Istoria climei din anul 1000 - Einaudi - 1982 - ISBN 8806054082 .