Хотелось бы посветить тему причинам и механизмам существенного колебания глобального климата на Земле на протяжении ее эволюционного развития. Не ледниковым периодам, а более значительным и длительным изменениям. Что говорят об этом ученые? Связано ли это с активностью Солнца, особенностями развития атмосферы и гидросферы, глобальными катастрофами или чем-то еще? И какие есть (и есть ли) прогнозы развития климата в будущем: не глобальное потепление имеется в виду, а более длительные и существенные тренды.
Прошу уважаемых форумцев меня не пинать, если такая тема уже была (хотя поиском я ее не нашел). :)
Эх, хорошая все-таки штука - Википедия... ;)
Читаем статью "Климат".
Можно выделить причины изменения климата; среди них:
1.солнечная активность, которая влияет на состояние озонового слоя, или просто на общее количество излучения
2.изменение наклона оси вращения Земли (прецессия и нутация)
3.изменение эксцентриситета орбиты Земли
4.изменения состояния земного ядра, которые влекут за собой изменения магнитного поля Земли
5.извержения вулканов
6.деятельность ледников
7.перераспределение газов на планете
8.выделение газов и тепла из недр планеты
9.изменение отражающей способности атмосфер
10.катастрофы наподобие падения астероидов
11.деятельность человека (сжигание, выброс различных газов, развитие атомной энергетики)
12.основная причина изменения климата и потепления в цикличном с определенным интервалом таянием и возрождении ледников.Когда ледники стают- начнется ,притом быстро, наступление ледникового периода.
Могу посоветовать почитать книги Питера Уорда (некоторые из них доступны в Сети)
Вкратце:
Светимость Солнца медленно растёт
"Чтобы" компенсировать это, биосфера кое-как кондиционирует атмосферу, уменьшая количество углекислого газа (парниковый) и увеличивая кислород (антипарниковый (формально говоря, кислород не является антипарниковым газом, но это дела не меняет) )
Впрочем, процесс этот происходит сильно немонотонно, с перегибами, и поэтому климат в течение фанерозоя менялся
В "защиту" биосферы надо сказать, что сколько CO2 выделяется из недр Земли и сколько O2 окисляется, от нее напрямую не зависит.
рано или поздно возможности биосферы будут исчерпаны, температура начнет расти, Земля превращаться в подобие Венеры и океаны выкипать
Изменение конфигурации материков влияет тоже, но оно, верятно, квазипериодично (объединение в суперматерик было несколько раз). Когда какой-нибудь материк наползает на полюс, то на нем может появиться покровное оледенение, повышающее альбедо, что приводит к существенному похолоданию.
Очень уж трудно длительному, то есть как бы монотонному процессу поставить в соответствие колебательную тенденцию.
Сейчас мы живем в межледниковье ледникового периода. И период этот геологически очень короток.
Но таких периодов в прошлые эры было множество.
И если (как уже сказал Макроассемблер) Солнце постоянно разгорается, то все колебания климата, и глобальные, и суперглобальные имеют истоком общеэволюционные тенденции развития биосферы. И колебания содержания, так называемых, парниковых газов - это лишь часть механизма регуляции сложно колебательного процесса.
Скоростью разгорания Солнца можно пренебречь. Там масштаб - миллиарды лет.
Был такой выдающияся ученый - Вернадский. Он показал, что биосфера буде трансформироваться в ноосферу и человек начнет управлять всем в биосфере. В 60 годы прошлого века к сожалению взгляды Вернадского подверглись полному забвению. Помню в первом докладе Римскому клубу было сделано несколько выводов. 5 вывод такой: "Природа лучше знает". То есть с тех мы и остановили влияние человека и управление им природой. Потому, что она знает лучше. Это конечно скрытый идеализм (знает то не природа, а ее создатель, а не какой - человек), но он пока к сожалению победил. Вот с тех пор пышным цветом расцвели "защитники" природы, а в начале "дети солнца - хиппи", с тех пор постоянно идет крик и ор, о плохом влиянии человека на природу и т.д.
Согласно концепции ноосферы - нет плохого влияния человека на природу. Есть просто влияние. Которое будет потимизировано и природа начнет функционировать так как человек от нее захочет.
Но пока труды Вернадского забыты и лишь его имя постоянно как факел везде упоминают ни к селу ни к городу. Но в любом случае рано или поздно вся эта "защита природы" прекратится и мы вернемся на тот путь прогресса на котором стояли до 1970 года.
Цитата: идрис от декабря 28, 2010, 01:51:45
Скоростью разгорания Солнца можно пренебречь. Там масштаб - миллиарды лет.
В чем проблема-то? Биосфера тоже существует миллиарды лет, сопоставимое время
Идрис, а можно попробовать утверждать и обратное. При разгорающемся Солнце, Венера не успела обзавестись глобально функционирующей биосферой, а Марс еще не приступил к этому процессу. Далее, если бы Земля не першла к функционированию за счет биотического кругововорота земной коры и тропосферы, то ее, приблизительно, начиная с мезозоя, ждал бы удел Венеры.
Лично у меня, пока бездоказательно, возникает впечатление, что именно цикличность функционирования биосферы позволяет Земле устраивать периоды с максимизацией выбросов тепла в космос.
Для этого, как парадокс, выскажу предположение, что среднепланетарное повышение температуры способно, а может и обязано, вызвать ледниковье.
Оффтоп тут http://www.paleo.ru/forum/index.php/topic,3575.0.html
А почему парадокс? Это довольно распространенны взгляд. Чем выше температура, тем выше испарение. Тем больше осадков в горах умеренного пояса. Значит там развивается оледенение. Эти ледники быстро расползаются и формируют резко специфичный региональный климат. Глобально пока тепло и регион расширяется и в нем все холодает и холодает. Потом регион начинает играть глобальную роль, происходит бифуркация и система залпом переходит в ледниковье. Кстати высокая скорость перехода в ледниковье и обратно, возможно говорит в пользу этого взгляда.
Биосфера возникает быстро. Имея под боком Землю Венера обречена иметь развитую биосферу. Но вероятно условия жизни на ней все таки были очень суровыми. Опять таки есть проблема с Венерой и ее вращениями. Как я понимаю, господствует взгляд, что венера была разбита другой планетой (чем то вроде Луны). Вероятно была полностью переплавлена и стерилизована.
Цитата: идрис от января 05, 2011, 01:00:50
Имея под боком Землю Венера обречена иметь развитую биосферу.
Поясните, пожалуйста
Цитата: идрис от января 05, 2011, 01:00:50
Но вероятно условия жизни на ней все таки были очень суровыми.
Опять таки есть проблема с Венерой и ее вращениями.
А что такого с ее вращением? Если бы там был океан, растениям достаточно было бы дрейфовать по течению впереди полудня, либо отрастить парус и следовать позади полудня.
Проблема на Венере, кажется в том, что океаны выкипели, а жрать нечего :-)
Цитата: идрис от января 05, 2011, 01:00:50
Как я понимаю, господствует взгляд, что венера была разбита другой планетой (чем то вроде Луны). Вероятно была полностью переплавлена и стерилизована.
А что мешает отрастить новую биосферу?
Цитата: идрис от января 05, 2011, 01:00:50
Чем выше температура, тем выше испарение. Тем больше осадков в горах умеренного пояса. Значит там развивается оледенение. Эти ледники быстро расползаются и формируют резко специфичный региональный климат.
Кабы так, то это слишком хорошо и просто. Нужны высокие перепады температур между экватором и полюсами, а значит, и затрудненный воздухобмен в приземных слоях. Плюс, влага не должна конденсироваться в облака в тропосфере экватора, но выпадать в виде снега в умеренном поясе. Но самое главное, это понять каким образом ледниковье, понизив отражением среднепланетарную температуру, будет стремиться восстанавливать условия температурного оптимума. По-всякому, здесь без колебаний в деятельности биосферы не обойтись.
Вот Венера вовсе не стремиться, наверное, к колебательному термопроцессу, выбрав функционирование при "горячем" спектре отражения. Когда-то читал исследования, что и Земля скачком может перейти на Венерианскую систему.
Ну у Венеры практически очень слабое вращение вокруг своей оси. Продолжительность дня там больше, чем продолжительность года!!! Что то должно было произойти. Спутников у нее вроде нет. Так что объяснить это сложно. Единственное объяснение это удар крупной планеты. Идеально подходит для этого Меркурий. У него примерно такие же параметры орбиты. Хотя длительность дня на Меркурии можно объяснить тяготением Солнца, но все таки.
Просто после удара все расплавилось и воздух взвились огромные количества разных газов. С тех пор температура так до приемлимой вроде не опустилась. Так что там не только океаны, но и Венерианская кора вместе с мантией расплавилась :)))
Поясню, жизнь легко может мигрировать на объектах выброщенных с планет с жизнью. Экспериментально доказано, что довольно развитые организмы (не говоря о бактериях) могут переносить даже на поверхности тел воздействие космоса. А уж на глубине пары десятков метров от поверхности такого тела, а еще в замороженном состоянии может перенестись что угодно.
Какие точно идут процессы на Венере мы не знаем. Лично у меня нет ни одной капли сомнения, что там идут еще более масштабные колебания климата, чем на Земле или на Марсе. Просто исследований точных и непрерывного мониторинга по Венере почему то не ведется. Хотя нет ничего проще, запустить спутник и мерить температуру атмосферы. Ну или если спутник лень, можно лазер направить и мерить температуру. Уверен, там будут колебания с амплитудой в десятки градусов в связи с 11 летними циклами Солнцами и другими циклами и процессами. Плюс там нет демпфирующего фактора океана, плюс биосфера если и есть, то весьма слаборазвитая.
>Хотя длительность дня на Меркурии можно объяснить тяготением Солнца, но все таки.
И только им. Синхронизация вращения в резонансе типична для близко обращающихся небесных тел. Ну а Венера наверное еще не успела войти в резонанс.
Так Земля тоже испытала удар в своей ранней истории - почитайте современные теории происхождения Луны. Только это произошло до того, как на ней появилась известная нам жизнь, поэтому если это и простерилизовало планету, то жизнь на ней появилась во второй раз.
>Лично у меня нет ни одной капли сомнения, что там идут еще более масштабные колебания климата, чем на Земле или на Марсе
там нет ни биосферы, ни океанов, ни полярных шапок... что там может существенно влиять на климат?
>Плюс там нет демпфирующего фактора океана
Океан не может демпфировать долговременные колебания климата.
Влияние на климат оказывает в определяющей степени Солнце :)
А на Венере влияние Солнца есть.
Ага, масса Луны в 80 с лишним раз меньше массы Земли. Удар если и был, то не особо сильным. Да и при таких столкновениях важны параметры движений тел, что ударились и т.д. Земля со времен удара успела остыть до приемлимых температур, а Венера не успела. Ведь на Венере нет жидкой воды, значит и жизнь там пока не представима. А на Земле этой воды - сколько угодно.
Вы почитайте сначала
http://en.wikipedia.org/wiki/Giant_impact_theory
>А на Венере влияние Солнца есть.
Ну я думаю кто угодно согласится, что там есть 11-летний цикл. И что с этого?
А демпфирующих объектов там мы не знаем. Значит изменения климата Венеры могут быть больше Земных. То есть если температура на Земле от изменений солнечной активности меняется на полградуса, то там может меняться на 5-10 градусов.
Читал я, есть и на русском. Есть и другие варианты. Например, что Земля при столкновении породила Луну. А Венера при столкновении породила условно Меркурий.
Зато там нет биосферы которая может выжрать углерод из атмосферы и потерять его.
А масса венерианской атмосферы хоть и меньше, но сравнима с массой земных океанов.
Биосфера вроде всеми считается как система тормозящая резкие изменения климата. Она как бы сохраняет некие оптимальные для себя условия среды.
Атмосфера может и сравнима, но это ведь динамичная атмосферы, а это стабильный океан, изменить который очень и очень и очень сложно.
ну я согласен что тормозящая. но это только здоровая биосфера!
<sarcasm>
вот например как в мезозое.
Если в мезозое где-то зимой случайно выпадало снега больше чем его могло растаять, то весной приходили огромные стада зауропод и пожирали его и он не отражал солнечные лучи понапрасну. А после этого шли в засушливые места и увлажняли их. Таким образом, положительная обратная связь разрастания ледника через альбедо отсутствовала и развитие оледенений было невозможно. Растительность была тоже не абы какой, а имела глубокие корни, обеспечивающие сохранение влаги в почве и правильные листья, что определяло низкое альбедо всего леса. Кроме того, деревья не росли в "неположенных" местах, что обеспечивало сохранение ценных веществ в биосфере, а не потерю их. Итог - только один раз из четырех за последние 600 млн. лет, когда 140-миллионнолетний цикл не произвел оледенения.
</sarcasm>
наша современная биосфера таковой не является.
кроме того если "всеми считается" - вот на этом форуме было голосование, где кажется было 12 голосов из 28, что биосфера сама по себе закатывает массовые вымирания. Мне как-то не очень понятно, как ТАКАЯ биосфера могла бы вообще какие-то изменения климата смягчать.
На Венере такие вещи как положительная обратная связь через H2O и CO2 на Земле, отсутствует в принципе.
Стабильный океан? Динамичная атмосфера? Какой смысл в этих словах?
Я вот на Exxon Sea Curve вижу много очень быстрых скачков...
А давайте посмотрим, что творит лиственница для продления своего благополучая. Ее корни располагаются в тончайшем слое над многолетней мерзлотой. Тонкие хвоинки пропускают максимум света к поглощающей тепло поверхности, где в прошлогоднем опаде развивается интенсивная бактериальная деятельность не столько сжигающая органику, сколько благоприятствующая разрыхлением поступлению теплого газово-водного обмена. Идет интенсификация процессов накопления "биотоплива".
Осенью, хвоинки сбрасываются плотным покровом, что бы укрыть прогретую поверхность одеялом и дать возможность постепенно "сжигать" биотопливо, продлевая функционирование биосистем.
Повысится содержание СО2 (рост температуры), и лиственичные леса уступят свое место ерниковой (карликовой лиственной) поросли и пойдет в наступление мерзлота и снега. Понизится температура - и листвяки расширят зону своей деятельности. Мелочь, конечно, но из нее все и складывается.
И еще. Тормозящая или устраивающая катаклизмы биосфера? Наверное, тормозящая обратными отрицательными связями. Но возможны эпохи, когда связи становились положительными и губили то живое, на смену которого уже были готовы весьма забитые и немногочисленные "уродцы", из которых в эктремальных условиях ковались будущие господа обновляющейся биосферы.
Цитата: василий андреевич от января 09, 2011, 00:49:55
То что корни тонким слоем - это никак среду не кондиционирует. Какое такое одеяло из хвоинок? Вы что? Оно если и тормозит замерзание осенью, тормозит разогрев весной, а альбедо сброшенных хвоинок относительно высоко.
Ну а по факту - судя по цикличным оледенениям, современная биосфера если стабилизирует что-то, то незаметно...
Если этими обратными связами биосфера, по вашей тзр, не может сама себя стабилизировать, как она еще будет стабилизировать климат?
Цитата: Макроассемблер от января 10, 2011, 11:46:50
Какое такое одеяло из хвоинок? Вы что? Оно если и тормозит замерзание осенью, тормозит разогрев весной, а альбедо сброшенных хвоинок относительно высоко.
Разумеется, модель влияния на климат смены лиственичных лесов на карликово-лиственный покров надумана и вовсе не предназначена для объяснения в качестве фактора. Фактором может быть только совокупность параметров обратных связей, и "осеннее одеяло" из той хвои, которая к лету "чернеет" - есть мизерная толика, подчеркивающая общебиологическую тенденцию наладки обратных отрицательных связей (в согласии с принципом Ле-Шателье).
Здесь, как индуктивность в цепи постоянного тока. Нет изменений тока, нет влияния соленоида. Чем резче скачок, тем влияние сильнее. А перегорит - катастрофа, с которой будут бороться иные системы, о которых должен быть отдельный разговор.
Цитата: Макроассемблер от января 07, 2011, 20:12:53
Так Земля тоже испытала удар в своей ранней истории - почитайте современные теории происхождения Луны.
Современные, это не гарантия того, что они близки к истине.
Главная причина изменения климата, это геологическая активность планеты и её способность удалять из атмосферы СО2 и др. парниковые газы (способ не имеет значения). Всё остальное производное.