Siste Glacial Maximum - Den siste store globale klimaendringen

Hva var de globale effektene av at isen dekket så mye av planeten vår?

Isbre, endemorene og vannmasser i fjordene på Sør-Grønland. Dok Searls

De Siste Glacial Maximum (LGM) viser til den siste perioden i jordens historie da isbreene var på sitt tykkeste og havnivået på det laveste, omtrent mellom 24 000–18 000 kalenderår siden (kal bp). Under LGM dekket kontinentbrede isdekker Europa og Nord-Amerika på høye breddegrader, og havnivået var mellom 400–450 fot (120–135 meter) lavere enn det er i dag. På høyden av det siste istidsmaksimum var hele Antarktis, store deler av Europa, Nord-Amerika og Sør-Amerika, og små deler av Asia dekket av et bratt hvelvet og tykt islag.

Last Glacial Maximum: Viktige takeaways

• The Last Glacial Maximum er den siste tiden i jordens historie da isbreene var på sitt tykkeste.
• Det var for omtrent 24 000-18 000 år siden.
• Hele Antarktis, store deler av Europa, Nord- og Sør-Amerika og Asia var dekket av is.
• Et stabilt mønster av isbreer, havnivå og karbon i atmosfæren har vært på plass fra rundt 6700 år.
• Dette mønsteret har blitt destabilisert av global oppvarming som et resultat av den industrielle revolusjonen.

Bevis

De overveldende bevisene på denne for lengst borte prosessen er sett i sedimenter som er lagt ned av havnivåendringer over hele verden, i korallrev og elvemunninger og hav; og på de store nordamerikanske slettene, landskap skrapet flatt av tusenvis av år med isbrebevegelser.

I forkant av LGM mellom 29 000 og 21 000 cal bp, så planeten vår konstante eller sakte økende isvolumer, med havnivået som nådde sitt laveste nivå (omtrent 450 fot under dagens norm) da det var omtrent 52x10(6) kubikkkilometer mer breis enn det er i dag.

Kjennetegn ved LGM

Forskere er interessert i det siste istidsmaksimum på grunn av når det skjedde: det var det siste globalt påvirket klimaendringene, og det skjedde og påvirket til en viss grad hastigheten og banen til kolonisering av de amerikanske kontinentene . Egenskapene til LGM som forskere bruker for å identifisere virkningene av en så stor endring inkluderer fluktuasjoner i effektivt havnivå, og reduksjonen og påfølgende økningen i karbon som deler per million i atmosfæren vår i løpet av den perioden.

Begge disse egenskapene er like – men motsatt av – klimautfordringene vi står overfor i dag: under LGM, både havnivået og prosentandelen av karbon i atmosfæren vår var betydelig lavere enn det vi ser i dag. Vi vet ennå ikke hele virkningen av hva det betyr for planeten vår, men effektene er foreløpig ubestridelige. Tabellen nedenfor viser endringene i effektivt havnivå de siste 35 000 årene (Lambeck og medarbeidere) og deler per million av atmosfærisk karbon (Bomull og medarbeidere).

År BP, Havnivåforskjell, PPM Atmosfærisk karbon
• 2018, +25 centimeter, 408 ppm
• 1950, 0, 300 ppm
• 1000 BP, -,21 meter +-,07, 280 ppm
• 5000 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

Den viktigste årsaken til havnivåfallet under istidene var bevegelsen av vann ut av havene til is og planetens dynamiske respons på den enorme vekten av all isen på toppen av kontinentene våre. I Nord-Amerika under LGM var hele Canada, den sørlige kysten av Alaska og den øverste 1/4 av USA dekket med is som strekker seg så langt sør som delstatene Iowa og West Virginia. Isbreen dekket også den vestlige kysten av Sør-Amerika, og i Andesfjellene som strekker seg inn i Chile og det meste av Patagonia. I Europa strakte isen seg så langt sør som Tyskland og Polen; i Asia nådde isdekkene Tibet. Selv om de ikke så is, var Australia, New Zealand og Tasmania en enkelt landmasse; og fjell over hele verden holdt isbreer.

Fremgangen til globale klimaendringer

Besøkende som går på en sti som fører til den smeltende og steindekkede Pasterze-breen går forbi en innsjø med brevann i et steinete basseng en gang fylt minst 60 meter dypt av isbreen 27. august 2016 nær Heiligenblut am Grossglockner, Østerrike. Det europeiske miljøbyrået spår at volumet av europeiske isbreer vil avta med mellom 22 % og 89 % innen 2100, avhengig av den fremtidige intensiteten av klimagasser. Sean Gallup/Getty Images

Den sene Pleistocene perioden opplevde en sagtannlignende sykling mellom kjølige isbreer og varme interglasiale perioder når globale temperaturer og atmosfærisk CO2^tosvingte opp til 80–100 ppm tilsvarende temperaturvariasjoner på 3–4 grader Celsius (5,4–7,2 grader Fahrenheit): økning i atmosfærisk CO2^toforut for nedgang i global ismasse. Havet lagrer karbon (kalt karbonbinding) når isen er lav, og dermed blir nettotilstrømningen av karbon i atmosfæren vår, som vanligvis er forårsaket av avkjøling, lagret i havene våre. Men et lavere havnivå øker også saltholdigheten, og det og andre fysiske endringer i storskalaen havstrømmer og havisfelt bidrar også til karbonbinding.

Følgende er den siste forståelsen av prosessen med klimaendringer under LGM fra Lambeck et al.

35 000–31 000 kal BP—sakte fall i havnivået (overgang ut av Ålesund Interstadial)31 000–30 000 kal BP—raskt fall på 25 meter, med rask isvekst spesielt i Skandinavia29 000–21 000 kal BP— konstant eller sakte voksende isvolumer, ekspansjon østover og sørover av det skandinaviske isdekket og sørover ekspansjonen av Laurentide-isen, lavest ved 2121 000–20 000 kal BP– utbruddet av deglasiasjon,20 000–18 000 kal BP —kortvarig havstigning på 10-15 meter18 000–16 500 cal BP– nær konstant havnivå16 500–14 000 kal BP— hovedfase av deglasiasjonen, effektiv havnivåendring på ca. 120 meter med et gjennomsnitt på 12 meter per 1000 år14 500–14 000 kal BP—(Bølling- Allerød varmeperiode), høy grad av havnivåstigning, gjennomsnittlig havnivåstigning 40 mm årlig14 000–12 500 kal BP– Havnivået stiger ~20 meter på 1500 år12 500–11 500 kal BP— (Yngre Dryas), en mye redusert hastighet for havnivåstigning11 400–8 200 kal BP— nesten jevn global stigning, ca 15 m/1000 år8 200–6 700 kal BP– redusert hastighet av havnivåstigning, i samsvar med sluttfasen av nordamerikansk deglasiasjon ved 7ka6700 kal BP–1950– Progressiv nedgang i havnivåstigningen1950 – i dag– første havstigning på 8000 år

Global oppvarming og moderne havnivåstigning

På slutten av 1890-tallet hadde den industrielle revolusjonen begynt å kaste nok karbon i atmosfæren til å påvirke det globale klimaet og starte endringene som er i gang. På 1950-tallet begynte forskere som Hans Suess og Charles David Keeling å gjenkjenne de iboende farene ved menneskelig tilført karbon i atmosfæren. Det globale gjennomsnittlige havnivået (GMSL), ifølge Miljøvernbyrå, har steget nesten 10 tommer siden 1880, og ser etter alle mål ut til å akselerere.

De fleste tidlige mål på dagens havnivåstigning har vært basert på endringer i tidevann på lokalt nivå. Nyere data kommer fra satellitthøydemåling som prøver de åpne hav, noe som gir presise kvantitative utsagn. Denne målingen begynte i 1993, og den 25-årige rekorden indikerer at det globale gjennomsnittlige havnivået har steget med en hastighet på mellom 3+/-,4 millimeter per år, eller totalt nesten 3 tommer (eller 7,5 cm) siden registreringer begynte. Flere og flere studier indikerer at med mindre karbonutslippene reduseres, er det sannsynlig en ytterligere 2–5 fot (0,65–1,30 m) økning innen 2100.

Spesifikke studier og langsiktige spådommer

Den amerikanske fiske- og dyrelivsøkologen Phillip Hughes inspiserer døde knappetrær som har bukket under for saltvannsinntrenging i Big Pine Key, Florida. Siden 1963 har Florida Keys høylandsvegetasjon blitt erstattet av salttolerant vegetasjon. Joe Raedle/Getty Images

Områder som allerede er påvirket av havnivåstigninger inkluderer den amerikanske østkysten, der mellom 2011 og 2015 steg havnivået opp til fem tommer (13 cm). Myrtle Beach i South Carolina opplevde høyvann i november 2018 som oversvømmet gatene deres. I Florida Everglades (Dessu og medarbeidere 2018) har havnivåstigningen blitt målt til 13 cm mellom 2001 og 2015. En ytterligere påvirkning er en økning i salttopper som endrer vegetasjonen, på grunn av en økning i tilsig i løpet av tørr sesong. Qu og kolleger (2019) studerte 25 tidevannsstasjoner i Kina, Japan og Vietnam, og tidevannsdata indikerer at havnivåstigningen 1993–2016 var 3,2 mm per år (eller 3 tommer).

Langtidsdata er samlet inn over hele verden, og estimater er at innen 2100 er en 3–6 fot (1–2 meter) økning i det gjennomsnittlige globale havnivået mulig, ledsaget av en 1,5–2 grader Celsius i generell oppvarming . Noen av de mest forferdelige antyder at en økning på 4,5 grader ikke er umulig hvis karbonutslippene ikke reduseres.

Tidspunktet for den amerikanske koloniseringen

I følge de nyeste teoriene påvirket LGM utviklingen av menneskelig kolonisering av de amerikanske kontinentene. Under LGM ble innreise til Amerika blokkert av isdekker: mange forskere tror nå at kolonistene begynte å gå inn i Amerika på tvers av det som var Beringia, kanskje så tidlig som for 30 000 år siden.

I følge genetiske studier ble mennesker strandet på Bering Land Bridge under LGM mellom 18 000–24 000 cal BP, fanget av isen på øya før de ble satt fri av den tilbaketrukne isen.

Kilder

• _{Bourgeon L, Burke A og Higham T. 2017. Tidligste menneskelig tilstedeværelse i Nord-Amerika datert til siste istidsmaksimum: Nye radiokarbondatoer fra Bluefish Caves, Canada. PLOS EN 12(1):e0169486.}
• _{Buchanan PJ, Matear RJ, Lenton A, Phipps SJ, Chase Z og Etheridge DM. 2016. T han simulerte klimaet til det siste istidsmaksimum og innsikt i den globale marine karbonsyklusen . Fortidens klima 12(12):2271-2295.}
• _{Cotton JM, Cerling TE, Hoppe KA, Mosier TM og Still CJ. 2016. Klima, CO2 og historien til nordamerikansk gress siden siste istidsmaksimum. Vitenskapens fremskritt 2 (e1501346).}
• Dessu, Shimelis B., et al. ' Effekter av havnivåstigning og ferskvannshåndtering på langsiktig vannstand og vannkvalitet i Florida Coastal Everglades .' Journal of Environmental Management 211 (2018): 164–76. Skrive ut.
• _{Lambeck K, Rouby H, Purcell A, Sun Y og Sambridge M. 2014. Havnivå og globale isvolumer fra det siste istidsmaksimum til holocen. Proceedings of the National Academy of Sciences 111(43):15296-15303.}
• _{Lindgren A, Hugelius G, Kuhry P, Christensen TR og Vandenberghe J. 2016. GIS-baserte kart og områdeestimater av permafrost på den nordlige halvkule under det siste istidsmaksimum. Permafrost og periglacial prosesser 27(1):6-16.}
• _{[PubMed] Moreno PI, Denton GH, Moreno H, Lowell TV, Putnam AE og Kaplan MR. 2015. Radiokarbonkronologi for det siste istidsmaksimum og dets avslutning i nordvestlige Patagonia. Kvartærvitenskapelige anmeldelser 122:233-249.}
• Nerem, R.S., et al. ' Klimaendring-drevet akselerert havnivåstigning oppdaget i høydemålerens tidsalder. ' Proceedings of the National Academy of Sciences 115,9 (2018): 2022–25. Skrive ut.
• Qu, Ying, et al. Kysthavnivåstigning rundt Kinahavet .' Global og planetarisk endring 172 (2019): 454–63. Skrive ut.
• Slangen, Aimée B.A., et al. ' Evaluering av modellsimuleringer av havnivåstigning fra det tjuende århundre. Del I: Global gjennomsnittlig havnivåendring .' Journal of Climate 30.21 (2017): 8539–63. Skrive ut.
• _{Willerslev E, Davison J, Moore M, Zobel M, Coissac E, Edwards ME, Lorenzen ED, Vestergard M, Gussarova G, Haile J et al. 2014. Femti tusen år med arktisk vegetasjon og megafaunal diett. Natur 506(7486):47-51.}