PELYİSTOSEN BUZULLAŞMASI

Son 1 milyon yıl öncesi Buzul çağları diyagramı (http://serc. carleton Son 1 milyon yıl öncesi Buzul çağları diyagramı (http://serc.carleton. edu/eslabs/cryosphere/4a.html).

Pleistosen Buzullaşması Jeolojik kanıt 1. buzul çökelleri vb.. 2. Oksijen izotop kayıtları (1970s) II. Buzul-buzullararası dönemlerin açıklanması Milankovitch Teorisi (1920s) III. Buzul iklimi geribildirimleri Milankovitch Teorisi ve Oksijen İzotop Kayıtları arasındaki tutarsızlık teorileri.

Pleistosen Dönemi Pleistosen Dönemi: 1,8 milyon ila 10,000 yıl önce     Holosen Dönemi: 10.000 yıl öncesinden beri     Kuvaterner Döneminde Pleistosen ve Holosen     buz tabakaları 2,5 my‘ dan beri büyümüş ve küçülmüştür. Tanımlar (kafa karıştırıcı): Buzul Dönemi: milyonlarca yıl üzerindeki iklim değişikliğini tartışırken, Kuzey Yarımküre'nin buz tabakalarına sahip olduğu dönemler. Böyle dönemler çok azdır ve Mevcut olmak üzere Pleistosen ve Holosen içerir. Glasiyal Çağı / Buzul Çağı: Pleistosen döneminde sadece Grönland / Antarctica'dan çok daha fazlası buz tabakalarına sahiptir. Buzullararası Dönem / Aralık: Sadece Grönland / Antarctica'nın buz tabakalarına sahip olduğu Pleistosen dönemi (Holosen dönemini de içerir). Pleistosen buz tabakasının maksimum kapsadığı alan

Pleistosen sırasında, dünya sayısız buzul-buzullararası döngü yaşadı. Buzullar genellikle 2-3 km kalınlığında muazzam boyutlardaydı. Maksimum derecede, dünya kara yüzeyinin üçte birini kapladılar.. Son buzul döneminin azami genişliği, buz tabakaları yaklaşık 45º N. enlemine kadar uzanmıştır. Son buzul maksimumu (yaklaşık 18.000 yıl B.P.) sırasında Körfez Akışı Kuzey Atlantik’i nispeten sıcak tutmaya yardımcı oldu. Güneye akarken de Güney Avrupa'yı ve Afrika'yı soğutuyordu.

Pleyistosen Dönemi Pleistosen Buzullarının Jeolojik Kanıtı: 1. Buzul şeritleri 2. Buzul Dönemi 3. Till 4. Lös Birçok buzullaşma olmuştur, ancak buzun aynı bölgede ilerlemesi durumunda daha önceki buzul çağlarının delilleri tahrip olmaktadır. 19. yüzyıldan beri bilinen dört buzul çağında, en eskiden en yenisine doğru: Gunz, Mindel, Riss, ve Wurm (Avrupa) Nebraskan, Kansan, Illinoian, ve Wisconsin (K. America)

PLEYİSTOSEN STRATİGRAFİSİ Günz (Elster) Buzul Dönemi: Günümüzden önce 1.180-0,820 milyon yıl aralığında değerlendirilmektedir. Mindel (Saale) Buzul Dönemi: Günümüzden önce 730-429 bin yıl periyodunda görülmüştür. Riss (Warthe) Buzul Dönemi: Günümüzden önce 347-248 bin yılları arasında yaşanmıştır. Würm (Weichsel) Buzul Dönemi: Günü- müzden önce 110.000 – 10.000 yıl aralığını kapsamaktadır.

• Günz Buzul döneminde deniz seviyesindeki alçalma 20 m, • Mindel Buzul döneminde deniz seviyesindeki alçalma 90 m, • Riss Buzul döneminde deniz seviyesindeki alçalma 110 m, • Würm’ de deniz seviyesindeki alçalma 90 m veya 100 m olarak saptanmıştır. (Çilka, G., Kuvaterner Hidrografyası) • Buzul devirleri süresince dünyamızın ortalama sıcaklığı günümüze göre 10-15 derece kadar daha düşüktür

Central Park Rouches Moutonnees Buzun geçişi ile şekillenen kaya tepeleri ve buz gibi bir tarafında kaba, koparılmış ve uçurumlu bir yüzey. Akış yönündeki yüzey çoğunlukla çizgilerle işaretlenmiştir http://www.fettes.com/central%20park/

Central Park Buzul sapkıntaş Taşınan blok, üzerinde oturduğu ana kayadan farklı bir litolojiye sahiptir. Bir buzul tarafından çökelmiştir. http://www.fettes.com/central%20park/

Büyük Göllerin Pleyistosen Tarihi Not: 4 buzul ilerlemesi muhtemelen aşırı basitleştirmedir! Aynı zaman aralığında Avrupa'da 16 kaydedildi!

Pleistosen Çağı - Buzul Çağlarının Açıklaması Milankovitch (1920’ ler) Sırp matematikçi Milankovitch, buz tabakalarının cilalı olmasının nedenini, yüksek enlemlere ulaşan güneş ışığının miktarı ve mevsimsel zamanlamasıyla ilişkili olması gerektiği teorisini ortaya koydu. Dünya, diğer gezegenler, güneş ve ay arasındaki çekimsel cazibe fiziğine dayanılarak, dünyanın yörüngesinin özellikleri ve dolayısıyla yeryüzündeki buz örtüsünün miktarındaki güneşlenme ve değişimler binlerce yılda üç ana döngüsellik üzerinde değişir. :

Pleistosen Çağ - Buzul Çağlarının Açıklaması Milankovitch (1920s) Günberi devinimi Milankovictch Döngüsü: (1) Güneş çevresinde yörüngedeki değişiklikler nedeniyle Dünya iklim sisteminde periyodik değişiklikler; 100,00 yıllık dönem, (2) dönme ekseni eğimindeki değişiklikler; 41.000 yıllık dönem ve (3) dönüş ekseni yönünde orbital yönü değişiklikleri; 25.700 yıllık dönem.

Mevsimler arasındaki güneşlenme sırasındaki eğiklik ve kontrast. Mevsimler arasında daha az kontrast Mevsimler arasında daha fazla kontrast.

Buzullaşmalar Güneş, elipsin odak noktalarından birinde, perihelion dünyası güneş ışığına kıyasla güneşe daha yakındır - Kuzey Halisphere (NH) kış ortasında olduğunda - yeryüzü yörüngesinde daha hızlı hareket ederken, gün ışığına yakın çevreye daha fazla enerji - perihelion Güneş çevresinde en uzak noktadan daha güneşlidir - bu nedenle NH kışları Güney Hemisphere (SH) kışlarından daha yumuşaktır ve daha kısa olup, NH yazları, SH yazlarına göre daha uzun ve daha hafif olma eğilimindedir. Obliklik, mevsimler arasında zıtlık oluşturur; dünya tarafından alınan güneş ışığındaki miktarda hiçbir net değişiklik yoktur - Yörüngesel yörüngesinin eksantrikliği, bu kontrastın NH'de olduğundan biraz daha büyük olmasına neden olur. Devinim (dönme ekseninin yönü ile ilişkili olarak), mevsimler ile güneş arasındaki uzaklık arasındaki ilişkiyi değiştirir - her yarım presesyon devri yarımkürede, mevsimsel kontrastın en yüksek derecesi ile kuzey ile güney arasında geçiş yapar: SH hafif yazlar ve kışlar olduğunda , NH sıcak yazlar ve soğuk kışlar ve tam tersi. Buzullar, kuzey yaz mevsiminde ve bu nedenle mevsimsel olarak düşük kontrastla (bugün olduğu gibi) yükselmektedir. Özet: dışmerkezlik büyük olduğunda, NH buzulu, prezesyon NH yazının aphelion'da oluşmasına neden olurken özellikle tercih edilir.

İklim değişikliklerine tepki olarak, buz tabakaları kıtalardan ilerlemekte ve bu değişiklikler okyanusta gerçekleşen kimyasal değişikliklere kaydedilmektedir. Buzullar arası buzul salınımlarının kayıtlarını belirlemek için O2 izotopları kullanılmıştır. Pleistosen Dönemi Oksijen İzotop (18O) Kaydı (1970’ler) Deniz organizmalarının iskeletleri, sudaki 18O içeriğini (çökeltiler) kaydeder. Deniz organizmaları tercihen soğuk suda 18O içerirler. Buz tabakaları, tercihan, 16O su içermektedir ve 18O‘ de zenginleştirilmiş okyanus içerisinde kalan su kalmaktadır. Bu nedenle, lokal iklim değişiklikleri (su Sıcaklığı) ve küresel ölçekte buz tabakalarının ilerlemesi ve geri çekilmesi okyanus sedimanlarındaki 18O/16O oranlarında kaydedilir. Okyanuslardan buz tabakalarına net 16O transferi sonucu, 18O’ ce zengin okyanus suyu geride kalır.

Pelistosen Dönemi Oksijen İzotop (18O) Kaydı (1970s) Bu kayıt size birkaç milyon yıldaki iklim değişiklikleri hakkında ne anlatıyor? Pleistosen sırasında deniz suyunun δ18O derin deniz sediment kaydı - Orta enlem Kuzey Atlantik'teki sedimanları, iki cins üzerinde analiz yapılmıştır.

Pelistosen Dönemi Oksijen İzotop (18O) Kaydı (1970s) Fourier Analizi: Bir zaman serisindeki farklı çevrimlerin kuvvetini belirlemek için tasarlanmış matematiksel prosedür. Oksijen izotop kayıtlarının Fourier analizi Milankovitch tarafından belirlenen aynı periyotları gösteriyor!

ε is obliquity (axial tilt). e is eccentricity. ϖ is longitude of perihelion. esin(ϖ) is the precession index, which together with obliquity, controls the seasonal cycle of insolation. Q is the calculated daily-averaged insolation at the top of the atmosphere, on the day of the summer solstice at 65 N latitude. Benthic forams and Vostok ice core show two distinct proxies for past global sea level and temperature, from ocean sediment and Antarctic ice respectively. Vertical gray line is current conditions, at 2 ky A.D.

Glacial Climate Feedbacks Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record Why is the 100k-year cycle so pronounced in the actual climate, when the solar forcing is so muted? There must be one or more positive feedbacks – to amplify the initial change. Ice-Albedo Feedbacks 2. Evidence for Feedbacks affecting atmospheric CO2 on Glacial Time Scales – possible amplifying mechanisms (a, b, c) Vostok Ice Core – link between global climate change and variations of GHGs’ amount in the atmosphere 3. Cloud-Albedo Feedbacks 4. Changes in Terrestrial Biomass (negative feedback!)

Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 1. Ice albedo feedbacks: definitely happens, but can not explain global nature of the results, must be other mechanisms at work

Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 2. Evidence for feedbacks affecting atmospheric CO2 on glacial time scales THE VOSTOK ICE-CORE DATA C02, CH4, and temperature time series for the last 400,000 years How are they derived: isotope analysis (O and H) These co-varying changes are interpreted as evidence of system-like behavior

2a. Possible amplifying mechanism Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 2a. Possible amplifying mechanism THE BIOLOGICAL PUMP Why should the biological pump respond to glacial changes? We know that sea level drops during glacial periods, could this lead to phosphorus fertilization?

2a. Possible amplifying mechanism Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 2a. Possible amplifying mechanism phosphorus fertilization: not consistent with other evidence THE BIOLOGICAL PUMP

2b. Possible amplifying mechanism Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 2b. Possible amplifying mechanism Glacial periods are believed to have been dry and dustier, as shown in ice cores (more dust in the core). IRON FERTILIZATION

2c. Possible amplifying mechanism Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 2c. Possible amplifying mechanism We know that sea level drops during glacial periods, could this lead to a coral reef feedback? CORAL REEF GROWTH/DECAY

2c. Possible amplifying mechanism Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 2c. Possible amplifying mechanism We know that sea level drops during glacial periods, could this lead to a coral reef feedback? CORAL REEF GROWTH/DECAY

3. Possible amplifying mechanism – not CO2 related Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 3. Possible amplifying mechanism – not CO2 related The Production of DMS by phytoplankton lead to cooling of climate via 2 mechanisms – sulfate aerosol and cloud seeding Cloud albedo feedback / ocean sulfur cycle MSA content of Antarctic ice (bottom) and relative local temperature (top) from hydrogen isotopic composition of the ice.

3. Possible amplifying mechanism – not CO2 related Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 3. Possible amplifying mechanism – not CO2 related The Production of DMS by phytoplankton lead to cooling of climate via 2 mechanisms – sulfate aerosol and cloud seeding Cloud albedo feedback / ocean sulfur cycle Is this link + or - ?

Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 4. Possible negative feedback: change in forest cover, related to atmospheric CO2 Difference in vegetation between the last glacial maximum and present day potential: (ignoring human impact on forests).

Theories to explain the inconsistency between the Milankovitch prediction and observed 18O record 4. Possible negative feedback: change in forest cover, related to atmospheric CO2