Kuvaternerdekİ İklİm Değİşmelerİ

... konulu sunumlar: "Kuvaternerdekİ İklİm Değİşmelerİ"— Sunum transkripti:

1 Kuvaternerdekİ İklİm Değİşmelerİ
Soner KÖYLÜ Soner KÖYLÜ

2 Kuvaterner: Günümüzden yaklaşık 2.5 milyon yıl önce kapsayan Jeolojik bir çağdır. Pleistosen: günümüzden 2 milyon ile 10 bin yıl öncesi Holosen: 10 bin yıl öncesinden günümüze kadar

3

4 İklim Değişmeleri: Pliosen sonlarında başlayan soğuma ve buzullaşma kuvaternere kadar devam ediyor. Sıcaklıkların azalması ve sistemin yeni bir dengeye oturması birbirini izleyerek Buzul ve buzularası çağlar birbirini izlemektedir.

5 İklim değişmelerinin nedenleri:
Güneş (solar raddyasyon) Sera Gazları Milankowitch döngüleri (Eksen eğikliği, yörüngesel değişim, ) Volkanizma Kıtaların yer değiştirmesi Orojenez Göktaşları

6 Derin deniz sondajları ile çıkarılan bentik foraminiferler üzerinde yapılan araştırmalarla, döngü uzunlukları aynı değildir. 3 milyon yıl ile 800 bin yıl önce 41 bin yıllık döngüler halinde 800 bin yıldan günümüze ise 100 bin yıllık döngüler halinde devam etmiştir. Bu değişiklik «Orta pleistosen geçişi» olarak bilinir ve döngülerdeki değişikliklerin nedeni tam olarak bilinmiyor. Neden: Eksen eğikliğindeki değişiklik

7 Kuvaternerdeki Buzul-Buzularası Çağların Oluşumunda Rol Oynayan Faktörler
Paleoklimatik çalışmalarla Pleistosen’de yaşanan buzul ve buzularası çağlarının oluşumunun, dünyanın yörüngesel parametrelerindeki değişmelerden kaynaklandığını söylüyor. 65oK enleminin Haziran ve Temmuz aylarında aldığı enerji miktarıyla doğrusal bir ilişki sergiliyor. Çeşitli modeller ve hesaplamalar yapılmıştır.

8 Buna bağlı olarak: Pleistosen’de dünyanın yörüngesel parametrelerindeki değişimden ötürü Temmuz’da 65oK enlemine ulaşan güneş radyasyonu miktarı %25 varan oranda değişebileceği söylenmektedir. Bundan dolayı KYK’de yüksek enlemlerin yaz aylarında daha az güneş enerjisi aldığından yaz mevsimindeki sıcaklık kışın biriken karları eritmeyecek kadar düşük gelmektedir. Kalıcı kar ve buzulların artışı giderek artmaktadır.

9 Burada devreye giren geri besleme mekanizmasının, kar ve buzul kaplı alanların genişlemesi ve kar-buz örtüsünün yüksek albedo değerleri nedeniyle güneşten gelen ışınların uzaya geri yansıtması olduğunu olduğu düşünülmektedir. Bu durum sıcaklıkların daha da düşmesine, kar ve buzla kaplı alanların daha da genişlemesine yol açmaktadır.

10 Buzul çağlarının sonlarında ise yine yörüngesel parametrelerde değişim yaşanmaktadır.
KYK’nin yüksek enlemlerinin aldığı güneş enerjisi miktarı artıyor. Devreye giren pozitif geri besleme mekanizması ile hızla buzul çağından çıkılıp daha kısa süren buzularası çağ başlıyor.

11 Diğer görüş: Güneşin yaydığı enerji miktarı değişimi Astrofizikçiler her 1 milyar yılda bir güneş ışınlarının %10 arttığı

12 Sonuç olarak Buzul ve buzularası döngüyü başlatan esas nedenin yörüngesel parametrelerdeki değişimi Güneş radyasyonu miktarının değişimi

13 Atmosferdeki Sera Gazlarının Değişimi:
Sera gazları: %70 Karbondioksit %27 Metan %3 Diazot Monoksit Dünya, üzerine düşen güneş ışınlarından çok, dünyadan yansıyan güneş ışınlarıyla ısınır. Bu yansıyan ışınlar başta karbondioksit, metan olmak üzere atmosferde bulunan gazlar tarafından tutulur, böylece dünya ısınır. Işınların bu gazlar tarafından tutulması Sera etkisi olarak açıklanır.

14

15 Peki nasıl hesaplanıyor ?
Karbon döngüsünün ve atmosferdeki en önemli sera gazlarından biri olan CO2 birikiminin belirlenmesi buzullar içinde hapsolmuş hava kabarcıklarında ve tortullar içindeki bitki kalıntılarından anlaşılmaktadır.

16 Karbondioksit oranındaki bu değişmeler atmosfer, okyanuslar, karasal biyosfer, ve okyanus sedimantlarına bağlı olarak değişmektedir. Bu değişmedeki en önemli rol okyanuslarındır.

17 Çünkü: CO2 soğuk sularda sıcak sulara oranla daha fazla çözülmektedir.
Buzul çağları boyunca su sıcaklığının azaldığı okyanuslar, atmosferdeki CO2 in daha fazla çözülmesini sağlamıştır. Bu ise Atmosferdeki CO2 oranın azalmasına, sera etkisinin zayıflamasına, yani hava sıcaklıklarının düşmesine neden olmuştur.

18 Bir başka görüş Buzul çağlarında ekvator ile kutuplar arasında termik farkların artması ve buna bağlı olarak rüzgarların güçlenmesidir. Buzul çağlarında küresel fotosentezin yaklaşık yarısını gerçekleştiren ve sayıca artan «Fitoplankton» ların okyanus sularındaki erimiş CO2 nin bir kısmını aldıklarını ve öldüklerinde ise içlerindeki organik karbonların bir kısmının deniz tabanına gömüldüğü düşünülmektedir. Böylece yüzey sularındaki CO2 oranı azalmakta ve atmosferden suya karbon geçişi hızlanmaktadır. Sonuç dünyanın soğuması.

19

20 Vostok buzul örneklerinden elde edilen verilere göre son 400 bin yılda atmosferdeki, karbondioksit, metan gazları gazlarının sıcaklık ile arasındaki ilişki (Vimeux vd., 2002)

21 Bu faktörlerin yanı sıra CO2 miktarının azalmasındaki başka nedenler buzullar ve biyosfer.
Örnek: Güney Okyanusu’nun %99’nun deniz buzlarıyla kaplanması, okyanus yüzey sularında bulunan CO2 nin atmosfere karışmasını büyük ölçüde engellemektedir.

22 PLEİSTOSEN’DE YAŞANAN BUZUL ÇAĞLARININ KLİMATİK ÖZELLİKLERİ

23 Pleistosen’de yaşanan buzul çağlarına ait en gözle görülür kanıtlar jeomorfolojik çalışmalarla elde edilir. Moren setleri, sanderler, buzul kapıları, eskerler, drumlinler ve U şekilli vadiler buzul çağlarını gösteren en yaygın şekillerdir. Tortul kayalar, derin okyanus tortulları ve buzul örnekleri içindeki izotop oranı değişmeleri, buzul ve buzularası çağlar ile ilgili çok daha ayrıntılı klimatik bilgilere ulaşılmasına olanak sağlamıştır.

24 Elde edilen paleoklimatik kanıtlar:
Buzul döneminde: Hava sıcaklıklarının azaldığını Buzulların alanlarının genişlediğini göstermektedir. Buzul çağlarını ise: Sıcaklıkların yükseldiği Buzulların hızla erimesi Buzularası dönem takip etmektedir.

25 Buzul çağları > buzularası çağlar
Buzul ve buzularası çağların süre ve şiddeti bakımından birbirinden farklı olduğu bilinmektedir. Buzul çağları > buzularası çağlar Son 400 bin yılda 70bin veya 90 bin buzul çağlarını 10 bin ve 30 bin yıl süren buzularası çağ sürdürür.

26 Buzul çağlarının en karakteristik özelliği küresel ölçekte sıcaklığın azalmasıdır.
Yaklaşık 100 bin yıl süren buzul çağının içinde iklim koşulları hep aynı kalmamaktadır. Göreceli olarak daha sıcak (interstadyal) dönemler birbirini izlemektedir. Bir buzul çağının en etkili evresi ise «pleniglasyal» olarak bilinen en soğuk ve kurak dönemdir.

27 Terimler arasındaki ilişki:

28 Bu dönemde Buzul çağlarında KYK’ nin yüksek enlemlerinin aldığı güneş enerjisindeki azalma, ekvatoral ve polar kuşak arasında termik farkların artmasına ve buna bağlı olarak atmosfer ve okyanus dolaşımının yeniden düzenlenmesine yol açmıştır. Örnek: Günüzmüzden 18bin yıl önce son buzul çağında KYK’de ekvatoral ve polar kuşak arasındaki sıcaklık farkının artması, meridyonel olarak ısı taşınmasının kuvvetlenmesine ve polar cephenin kuzeye kaymasına neden olmuştur.

29 Pleİstosen’de yaşanan buzularasi çağlarin klİmatİk ÖZellİklerİ

30 Bu dönemde yaşanılan buzularası çağların ortak özellikleri:
iklim sisteminin yeni bir dengeye oturması Karaları kaplayan örtü buzullarının geri çekilmesi Sıcaklıkların ve düşen deniz seviyesinin tekrar yükselmesi Vejetasyon kuşaklarının kayması gibi…

31 Kuzey Buz Denizi

32 Buzularası çağların bu ortak özellikleri olmasına rağmen başta süreleri ve klimatik koşullar bakımından önemli farklılıklara sahiptir. Örnek: Son 450 bin yıldır yaşanan 4 buzularası (MIS5, MIS7, MIS9, MIS11) çağlar süre akımından birbirinden farklıdır. MIS7: birkaç bin yıl MIS11: 30 bin yıl (günümüzden bin yıl önce)

33 Buzul çağlardan buzularası çağlara geçişte izotopik kayıtlarda belirlenen keskin geçişler ‘’ Termination (Deglaciations)’’ olarak adlandırılır. Bu geçişlerde sıcaklıklardaki hızlı yükselmesi sonucu karalardaki buzulların geri çekilmesi ve deniz seviyesindeki yükselme maksimum düzeye ulaşmakta.

34 Son 350 bin yılda buzul çağlarından buzularası çağlara geçişte belirlenen bu dönemler sırasıyla
Dönem Adı Zaman (yıl önce) Termination IV bin Termination III bin Termination II Eemian’a geçiş Termination I Holosen’ e geçiş

35 holosen

36 Holosen: Son buzul çağının sona ermesi ile başlamıştır. Halen devam eden dünya jeolojik tarihinin en genç dönemidir. Buzularası çağı Karbon 14 ve, ağaç halkaları ve buzul örneklerine dayanaraktan, Pleistosen’den Holosen’e geçişin günümüzden yıl önce olmuştur.

37 Klimatik olarak sakin ve durağan
Daha kararlı bir iklim hakim. Doğal çevre de özellikle bitki örtüsü, toprak oluşumu ve yeryüzünde işleyen süreçler daha durağanlaşmıştır. Tarim faaliyetleri başlamış, ilk yerleşik yaşama geçiş.

38 Paleocoğrafya araştırmalarıyla
Klimatik değişmeler daha çok KYK’de yaşanmıştır. Son buzul örtüleri erimesiyle açığa çıkan tatlı su Kuzey Atlantik’te termohalin dolaşımı değiştirmiştir. Buzul örtülerinin geri çekilme süresi farklı olduğu için iklim koşullarında bölgelere göre farklılıklar oluşmuştur. Örnek: Grönland ve K. Amerika kıtası üzerinde yer alan ‘’Laurentide’’ buzulu.

39 Termohalin dolaşım olmasaydı kuzey çok soğuk, güney sıcak olurdu
Termohalin dolaşım olmasaydı kuzey çok soğuk, güney sıcak olurdu. İklimi dengeleyici bir özelliği var diyebiliriz.

40 Orta Holosen’de İklim koşulları, özellikle sıcaklık değerleri büyük ölçüde yörüngesel parametrelerdeki değişime uygun olarak KYK da yaz mevsiminde artan güneş radyasyonu şiddetine bağlı olarak şekillenmiştir. Orta Holosen’den Geç Holosen’e doğru KYK’nin yüksek enlemlerinin aldığı güneş enerjisindeki azalma, sıcaklıkların tekrar azalma eğilimine girmesinde etkilidir. Son buzul çağından Holosen’e geçişte, sıcaklıklardaki artışa paralel olarak atmosferdeki sera gazlarının konsantrasyonları da değişmiştir.

41 Antartika ve Grönland’ da yapılan buzul sondajları 17 bin yıl önce 189ppm olan CO2 10 bin yıl önce 265 ppm’e kadar yükselmiştir. Buna bağlı olarak su sıcaklıkları artmış, sudaki çözünmüş CO2’nin atmosfere geri verilmeye başlanmıştır. Ayrıca Metan konsantrasyonunun da önemli ölçüde (yaklaşık%15) değiştiği görülmektedir.

42 Bond Dönemleri: Holosende gerçekleşen iklim değişikliklerini anlamak için yapılan en önemli çalışma Kuzey Atlantik’ te derin deniz tortulları üzerinde yapılan incelemelere dayanmaktadır. Atlantik’in deniz tabanında farklı noktalarda yapılan sondajlarla günümüzden yaklaşık bin yıl öncesine karşılık gelmek üzere 8 tabaka belirlenmiştir. Bu tabakalar iklim değişikliği hakkında kanıtlar sunmaktadır.

43 Bond dönemleri:

44 Preboreal Soğuk İklim Dönemi
yıl önce yıl devam eden soğuk bir dönemdir. Bond dönemlerinden 8.sine karşılık gelmektedir. Bu dönemin sonunda sıcaklıklar oC artış göstermiştir. Kar birikim oranında hızlı bir artış yaşanmıştır. Kuzey Atlantik’teki buzul örtülerinin erimesi ile ortaya çıkan tatlı su termohalin dolaşımını yavaşlatmış ve iklimde soğumaya neden olmuştur.

45 8200 Soğuk İklim Dönemi Günümüzden 8200 yıl önce
Büyük kıtasal buzul örtülerinin çekilmeye, deniz seviyesinin yükselmeye, muson rüzgarlarının güçlenmeye başlamıştır. İklim koşullarında ani değişmeler yaşanmıştır. Bu soğuk dönem ilk kez Grönland’daki GISP2 buzul örneklerindeki izotop oranlarının değişme ile belirlenmiştir. Bond dönemlerinden 5.sidir.

46 8200 Soğuk İklim Dönemindeki Atmosfer bileşimindeki değişimler

47 Holosen Klimatik Optimumu
Paleoklimatik çalışmalar, günümüzden yaklaşık 9 ile 6 bin yıl önceye karşılık gelen dönemde KYK’nın orta ve yüksek enlemlerinde sıcaklıkların yükseldiğine dair kanıtlar sunmaktadır. Bu dönem ‘’Holosen Klimatik Optimumu’’ olarak adlandırılır. ‘’Atlantikum’’ olarak da adlandırılır. Bu dönemde yaşanan sıcaklık artışının dünyanın yörüngesinde meydana gelen değişiklikler olduğu düşünülmektedir.

48 Bu dönemde: Avrupa Alpleri, Kayalık dağları ve arktik bölgede buzulların önemli ölçüde geri çekildiğini göstermektedir. Sibirya’daki orman sınırı bugünkü sınırına göre 200m kadar kuzeye kaydığını göstermektedir.

49 5900-5000 Soğuk İklim Dönemi Bond dönemlerinden 4.südür.
Çeşitli bölgelerde farklı iklim koşullarının meydana geldiğini söylemektedir. Ağaç halkaları ve radyokarbon yöntemiyle Avrupa’ nın batısında 40-60o enlemleri arasında kalan alanlarda hava sıcaklıklarının azaldığı, iklim nemli duruma gelmiştir. Alplerde buzullar ilerlemiş ve dağlarda ağaç sınırı alçalmıştır.

50 4200 Soğuk İklim Dönemi: Mezopotamya’da günümüzden 4300 yıl önce kurulan Akkad uygarlığı o dönemdeki en gelişmiş toplumlardan biri sayılmaktadır. 100 yıllık bir yükselişten sonra yıl aniden çökmüştür. Bond 3 dönemidir. Tıpkı Mısır’da Eski Krallığın, Anadolu, Yunanistan, İndüs vadisindeki uygarlıklar gibi.

51 Jeokimyasal analizler, günümüzden yıl önce 300 yıl süren kurak bir dönemim varlığını göstererek arkeolojik bulguları desteklemektedir. Bu benzer kuraklığa Doğu Anadolu, Kuzey Afrika, Güneydoğu Asya ve Kuzey Amerika’nın orta bölgesinde de rastlamak mümkündür.

52 2800 Soğuk İklim Dönemi Bond 2 dönemidir.
Son yıllarda yüksek kesinlikteki tarihlendirme yöntemleri, paleroklimatik çalışmalar Avrupa’nın kuzeyinde iklim koşullarının değiştiğini göstermektedir. Kuzey Atlantik’te yüzey sularının sıcaklığının 1,5 oC azalmıştır. Azalan su sıcaklıkları, aysberglerin güneye doğru hareket etmesine neden olmuştur. Özellikle Grönlan’ta daha soğuk ve rüzgarlı koşulların egemen olmuştur.

53 1400 Soğuk İklim Dönemi Bond 1 dönemine karşılık gelmektedir.
Bu dönemde Atlantik’in kuzeyinde sıcaklıkların azaldığını göstermektedir.

54 Sıcak Ortaçağ (Küçük Klimatik Optimum)
‘’Sıcak Ortaçağ’’ terimi ilk kez 1965 yılında Lamb’ın büyük ölçüde Batı Avrupa’dan topladığı tarihi belgeler ve paleoklimatik verilere dayanarak yaptığı çalışmalarda kullanılmıştır. M.S 1100 ile 1200 yılları arasında sıcaklıkların dönemine göre 1o-2oC yüksek olduğunu göstermiştir. Avrupa’da M.S yılları arasını kapsayan bir dönem. Sıcak ortaçağ kesintisiz 450 yıllık süren bir sıcak dönem değildir yıllık periyotlar şeklinde iki ve üç kez tekrarlanmıştır.

55 Sıcak Ortaçağın nedeni: Güneş lekeleri kayıtları üzerinde yapılan spektral analiz sonuçları 12.yy boyunca güneş etkinliklerinin 20. yüzyılda yaşanan modern solar maksimum ile karşılaştırabilecek ölçüde yüksek olduğunu göstermektedir.

56 19. yüzyilIN SON ÇEYREĞİNDEN GÜNÜMÜZE İKLİM DEĞİŞMELERİ

57 Bu başlık altında: Atmosferin bileşiminde görülen değişim
İklim elemanlarında gözlenen değişim Ozon tabakasındaki incelme

58 Atmosferin Bileşiminde Görülen Değişim
Karbondioksit: Sanayi Devrimi’den bu yana atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonundaki artış gözlenmiştir. Fosil yakıtların çıkarılma işlemi ve kullanımı Çimento üretimi Artışın yaklaşık %55 i fosil yakıtlardandır. Ormansızlaştırma, tarım alanı açmak, madencilik

59 Metan (CH4): Oksijensiz ortamda organik maddelerin ayrışması sırasında atmosfere karışmaktadır En önemli kaynaklar: bataklıklar, turba ve göletler, termit yuvalarıdır. 1 kg metan gazı = 58 x 1 kg karbondioksit sera etkisi yapmakta Artışın nedeni: Sanayi devrimi, doğalgaz hattındaki kaçaklar, petrol kuyularındaki sızıntılar, kömür madenciliği gibi

60 Aerosoller: Güneş enerjisini absorbe etme, yayma ve yoğuşma çekirdekleri işlevleri ile hidrolojik döngü üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir. Sanayi devrimiyle çeşitli endüstriyel faaliyetler ve ormansızlaştırma sonucu artmıştır. Sanayi alanlarında fosil yakıtların yakılmasıyla açığa çıkan kükürtdioksit kaynaklı sülfat aerosolleri, organik bileşikler ve is atmosferin alt tabakalarında kalın bir pus yaratır.

61 İklim Elenmanlarına Gözlenen Değişim:
Sıcaklık: 1880’li yıllardan bu yana kuzey ve güney yarımkürede hem karalar hem de okyanuslar üzerinde düzensiz ama önemli bir artış eğilimi içinde yükselmiştir. Nedeni olarak güneş lekeleri sayısı, volkanik etkinlikler

62

63 Yağış: 20yy. Başlarındaki sıcaklık artışı hidrolojik döngüyü etkilemiştir. Buharlaşma ve atmosferdeki su buharı miktarında artışa neden olmuştur. Hava sıcaklığının 1oC artması atmosferdeki nem miktarının %7 artışını sağlar. Yağış miktarı, mevsimlerin dağılışı ve yağış şiddeti ve tipini etkilemektedir. Ortalama yağış tutarlarının 21. yy süresince artacağı tahmin edilmektedir.

64 Ozon Tabakasındaki İncelme:
Atmosferi oluşturan gazlardan birisi olan ozon troposfer bulunmaktadır. Genellikle motorlu araçlar, endüstriyel süreçler, hidrokarbon ve azot oksit’in güneş ışıyıla tepkimeye girmesinden ortaya çıkmaktadır. Akciğer dokusu ve bitkilerde hasara neden olması nedeniyle kirletici bir gaz olarak tanımlanır. Ozon tabakası dünya atmosferine giren ve canlılar için zararlı olan Ultraviyole B ışınlarının % 97.7 sinin yeryüzüne ulaşmasına engel olur.

65 Ozon gazı güneş enerjinin daha bol olduğu ekvator kuşağı üzerinde stratosfer tabakasında yıl boyuncu üretilebilmekte, hava hareketleriyle buradan kutuplara doğru taşınmaktadır. 1920’li yıllarda keşfedilen ve sanayide kullanılmaya başlanan kloroflorokarbonlar, karbon tetraklorür, metil kloroform, metan ve azot oksit gibi maddeler ozon tabakasının incelmesine yol açmaktadır.

66

67 Sözlük Albedo: Yansıtabilirlik ya da Albedo (Latince albus = beyaz), yüzeylerin yansıtma gücü; veya bir yüzeyin üzerine düşen elektromanyetik enerjiyi yansıtma kapasitesi. İzotop: Atom numarası aynı, fakat atom ağırlıkları farklı olan elementlere verilen ad Fitoplankton: fotosentez yapabilen tek hücreli canlılar yani fitoplanktonik organizmalar oluşturmaktadır. Spektral Analiz: Maddelerin yaydığı ışınları inceleyerek, maddeyi oluşturan elementleri nitel ve nicel olarak inceleme işlemi. Bentik Forominiferler: Sığ denizlerde yaşayan kabuklu canlılar.