Maa soojad ja külmad perioodid (0)

Tallinna Ülikool
Matemaatika ja Loodusteaduste Instituut
Ökoloogia Instituut
Ege Lehtsaar
Maa soojad ja külmad perioodid
Referaat
Juhendaja : Tiiu Koff

Sisuko

1.Sissejuhatus 3
2.Kliima muutuste põhjused 4
2.1.Inimmõju 4
2.2.Looduslikud tegurid 4
3.Kliima muutused lähiminevikus 5
4.Kliima viimase 2 400 aasta jooksul 6
5.Kliima viimased 12 000 aastat 7
6.Kliima viimased 100 000 aastat 8
7.Kliima viimased 400 000 aastat 9
8.Kliima viimased 3 miljonit aastat 11
9.Kliima Fanerosoikumis ja varem 12
10.Kokkuvõte 13
11.Kasutatud kirjandus 14
Joonis 1 – Kliimamuutus 1880-2000 aastatel 5
Joonis 2 – Kliima viimasel 2400 aasta jooksul 6
Joonis 3 – Kliima viimasd 12000 aastat 7
Joonis 4 – Kliima muutus viimase 100 000 aasta jooksul 8
Joonis 5 – Kliima muutused 400 000 aasta jooksul 9
Joonis 6 – Kliima muutused viimase 3 miljoni aasta jooksul 10
Joonis 7 – Fanerosoikumi kliimamuutused 11

Sissejuhatus

Maa on 4,5 miljardit aastat vana ning sellest ajast saati on siin olnud mitmeid jääaegu ja ja jäävaheaegu, mis on olnud soojema kliimaga kui näiteks praegune jäävaheaeg. Kliima on pidevalt muutunud ja muutub ka praegugi, kord soojemaks siis külmemaks. Selles referaadis püüangi välja tuua põhilised sooja- ja külmaperioodid Maa ajaloos, kuidas ta ajas muutunud on. Olen välja toonud graafikud erinevate aegade lõikes, tänapäevast kuni Fanerosoikumi eoonini. Proovisin põhiosa jätta kindlatele andmetele, mis on saadud liustiku ja merepõhja setete proovidest, mis ulatub vaid 3 miljoni aasta tagustesse aegadsesse. Varasemad kliima mudelid on pigem oletuslikud.

Kliima muutuste põhjused

Inimmõju

Liustike sulamise tõttu on juba mitmeid aastaid päevakorras olnud inimmõju kliimale. Varastematel aegadel , enne tööstusrevolutsiooni algust oli inimkonna mõju kliima soojenemine. Tööstusrevolutsiooniga hakati suurtes mastaapides fossiilseid kütuseid kasutama tööstuse tarbeks. Uute töökohtade tekkimise tõttu hakkas rahvastik koonduma linnadesse. Maa erinevaid loodusvarasid on sellest ajast ekstensiivselt kasutatud igasugu eesmärkide tarbeks, loodusliku keskkonna pindala on vähenenud uute elamute ja muu sellise rajamiseks ja seda ainult ainult suurtemates mahtutes inimkonna kiire kasvu tõttu. Kõige selle tagajärjeks on kasvuhoonegaaside eraldumine keskkonda. Nende eraldumises ei ole süüdi ainult tööstus vaid ka looma ja taimekasvatuses näiteks sigade ja piimakarja kasvatuses ning riisipõldudel kui nad on veega üle ujutatud.[1]
Viimase 150 aastaga on gasvuhoonegaaside hulk atmosfäärist kasvanud 280 ppm-lt 379 ppm-le.[2]

Looduslikud tegurid

Peale inimese kujundab tegelikult suures osas kliimat loodus ise. Need tegurid on kliimat kujundanud Maal aegade algusest. Looduslikud tegurid mõjuvad teinekord koos võimendades näiteks jahutavat efekti. Looduslikeks teguriteks on näiteks: vulkaanipursked, laamade liikumised, muutused hoovustes ja maailmamere ning mandrite paiknemises, Maa asetus ja kallak päikse suhtes.
Maa pole alati selline välja näinud nagu ta on seda praegu. Laamade liikumisest tulenevalt on muutunud mandrite paigutus ja sellest tulenevalt ka maailmamere asetus. Nende lahknemine ja liikumine on muutnud hoovuste liikumist ja tuuli , mis meie kliimat ka mõjutavad. Maailmamere asetus(ja ka Maa telje kallak päikse suhtes) aga mõjutab albeedot ehk seda, kui palju saabuvast kiirgusest peegeldub tagasi ja kui palju sellest neeldub. [1]
Vulkaani purskel paiskub õhku suures koguses tuhka , vett ja vääveldioksiidi. See õhku paiskunud materjal jõuab Maa atmosfääri kõrgematesse kihtides mõjutades sedasi Maa kliimat mitmeid aastaid. SO2 moodustab veepiisakestega väävelhappe ja need pisikesed piisakesed peegeldavad Päikselt tulevat kiirgust tagasi muutes kliima tavalisest pisut jahedamaks. [1] Atmosfäär mängib meie kliima olemusel suurt rolli. Ilma kasvuhoome efektita oleks Maa keskmine temperatur 15˚C asamel hoopis -20˚C.[3, lk8]

Kliima muutused lähiminevikus

NOAA(National Oceanographic and Atmospheric Administration) poolt koostatud graafikus (joonis 1) on näha 120 aasta (aastad1880-2000) muutusi kliimas. Joonisel on selgelt näha globaalset soojenemist, mida on eelnevalt juba mainitud . (0-joon tähistab 1950 aasta temperatuuri)[4]
Joonis 1 – Kliimamuutus 1880-2000 aastatel [4]
Kliima on 21 sajandi jooksul muutunud 1˚C võrra soojemaks. Seda ei tundu palju aga see mõjutab elu Maal päris tugevalt. Selle soojenemisel on Alpi liustikud taganenud päris palju ja Aafrikas näiteks mõned viljakad maad on nüüd kuivad ja harimiskõlbmatud. See on mõjutanud liustikke ka Maa poolustel ning nende pindala on ka vähehaaval aina vähenenud.[4]
97% klimatoloogidest on ühel nõul, et inimene on põhjustanud selle globaalse soojenemise.[5] Kui aga vaadelda jooniseid, mis käivad pikemate ajaperioodide kohta, siis muutub see väide kahelavaks.

Kliima viimase 2 400 aasta jooksul

Kliima kohta andmestikku saadakse näiteks liustikest. Joonis 2 ongi moodustatud andmete põhjal, mis on saadud kilomeetrise pikkuse puuraugust Gröönimaalt. Nulljooneks on jällegi 1950-da aasta keskmine temperatuur. Kaardi lihtsamaks mõistmiseks on sellele graafikule lisatud ka mõni ajalooline sündmus mida saaks kliimaga seostada .
Joonis 2 – Kliima viimasel 2400 aasta jooksul [4]
Meie aja ees joonisel on kerge lohk . Seda aega kutsutakse väikseks jääajaks, vahel ka kaheks väikseks jääajaks, üks neist 1400 aastate paiku ja teine 1700 paiku. Enne seda oli soe periood Euroopas, soojem kui praegu. Väiksele jääajale eelnenud perioodil ehitati suuri kirikuid ja katedraale. Ka Rooma impeeriumi tippajal oli kliima veel soojem. Sellel erakordselt soojal kliimal on kindlasti seos Rooma riigi heal käekäigul. Rooma kuningriigi langus aga satub kokku ka ühe külmema perioodiga. Ning viimaseks on tõenäoliselt ka vikingite sissetung Euroopasse on seotud külmaperioodiga, mis sundis neid põhja poolt lõunasse liikuma.

Kliima viimased 12 000 aastat

Sellelt jooniselt on väikese jääaja kohal paremini näha lohukest.See graafik tekitab teadlaste seisukohtades pisut vastuolulisust. Arvatakse, et praegune kliima soojenmine ei ole ainult inimese mõjust tingituna vaid on keskonna temperatuuri taastumine selleks, mis ta on olnud juba viimased 8000 aastat.[4]
Joonis 3 – Kliima viimasd 12000 aastat [4]
Pisut rohkem kui 6000 aastat e.m.a on ka üks külmaperiood millele põhjusele ei ole mingit kindlat vastust. Samuti on on graafiku vasakus osas näha viimase jääaja lõppu ning kaardile on märgitud umbes ka põlluharimise algus.[4]

Kliima viimased 100 000 aastat

Joonis neli on samuti koostatud Gröönimaa jää analüüside põhjal.
Joonis 4 – Kliima muutus viimase 100 000 aasta jooksul [4]
Jooniselt kerkib esile viimased 11 000 aastat kestnud soojema kliimaga periood. Sellele on aga eelnenud 90 000 aastat keskmiselt 8˚C külmemat kliimat (või isegi külmemat, mõningatel kaalutlustel oli kliima keskmiselt isegi 12˚C külmem) võrreldes 1950-da aasta keskmisega.[4]
Kliima oli viimasel jääajal väga ebaregulaarne. Muutused olid vahepeal suured kord soojem siis jälle hoopis palju jahedam. Need ebaregulaarsed tulemused ei ole halvast mõõtmistulemustest, sest sama andmestikku kinnitab ka teine puurauk ning merepõhja analüüs, mis on võetud California rannikult. [4]
Arvatakse ka, et need kõikumised ja drastilised muutused võisid olla ka põhjuseks, miks suured loomad välja surid aga kohanemisvõimelisemad elusolendid , nende hulgas ka inimene, ellu suutsid jääda. [4]

Kliima viimased 400 000 aastat

Gröönimaa jääanalüüsid on võimaldanud analüüsida Maa kliimat vaid 100 000 aasta kaugusele. Küll aga on suudetud Vostokis (Venemaa baas Antarktikas ) sügavamale puurida.[4]
Vostoki puurauk on sügavaim, see on 3 623 meetrit sügav ja selle põhjas ulatub jää vanus 420 000 aastani.[6]
Joonis 5 – Kliima muutused 400 000 aasta jooksul [4]
Sellelt jooniselt on näha, et üpriski regulaarsete vahedega on Maad valitsenud jääajad.ja nende vahel jäävaheajad. Jäävaheagade kestvus on kogu perioodiga võrreldes suhteliselt väike. Seda joonist vaadates võib mõelda, et tegelikult inimkond ei peaks kartma globaalset soojenemist vaid võimaliku uue jääaja algust. Need soojemad perioodid kestsid umbes 10 000 kuni 20 000 aastat. Viimasest jääajast on möödas umbes 11 000 aastat mis võib tähendada peatse kliima jahenemise algust.[4]
Inimkonnale on tegelikult praeguseni ikka veel selgusetu, mis põhjustab selliseid kõikumisi ning miks on jääajad enamvähem regulaarsete vahedega jäävaheaegadega eraldatud.[4]

Kliima viimased 3 miljonit aastat

Jääanalüüs võimaldab teadlastel ainult nii kaugele minna ajas nagu viimasel joonisel on näidatud. Kaugemale võimaldab aga minna hapniku isotoopide analüüs merepõhja pinnases.[4]
Üks parimaid andmestikke pärineb ühest Põhja-Atlandi ookeani puuraugust.(Koostatud graafikul on praegune aeg vasakus servas !)[4]
Joonis 6 – Kliima muutused viimase 3 miljoni aasta jooksul [4]
Ka sellelt graafikult on näha eelmiselt jooniselt välja tulnud jääaja tsüklid, mis algavad uuesti umbes iga 100 000 aasta tagant (vasakpoolne kolmandik graafikust). Sellest kaugemale minevikku liikudes on need tsüklid hoopis lühemad, keskmiselt 41 000 aastat. Peale selle, et need lühemad on, on ka keskmiste temperatuuride kõikumise amplituut väiksem.[4]
Kui vaadelda viimase 3 miljoni aasta kliimamuutust, siis võiks isegi öelda, et tegelikult on kliima üldisemas pildis pidevalt jahedamaks läinud viimase 3000 aasta jooksul ning see võib ka teadlaste globaalse soojenemise teooria küsimuse alla panna.

Kliima Fanerosoikumis ja varem

Fanerosoikum haarab kõik ajastud , mis ulatuvad kuni 520 miljonit aastat tagasi. Graafikult(Joonis 7) on näha temperatuuri kõikumisi terve fanerosoiukumi eooni ulatuses. Alla on märgitud siniste kastikestega ka jääajad. Graafikul joonistub välja ilus kõver, mis näitab meile nelja suuremat sooja- ja nelja külmaperioodi. Millest üks kestab veel siiamaani.
On esinenud praegusest palju soojemaid aegu, kus ka poolustel ulatuvad aastased temperatuurid üle 10˚C.[8]
Joonis 7 – Fanerosoikumi kliimamuutused [7]
Praegune Maa keskmine temperatuur on kuskil 14˚C. Sellest on olnud külmemaid perioode , aga enamus neist on siiski olnud palju soojem kui praegu. Need jääaega tähistavad kastikesed näitavad perioodi, kui Maal on olnud poolustel liustikud(tegelikkuses on eristatavad mitu erinevat jääaega). Selles mõttes võib meie kliima soojenemine tähistada hoopis algus sellele, et kliima hakkab oma normaalsesse seisu tagasi suunduma.[7]
Enne Fanerosoikumi perioodi oli Maal olnud veel külmemaid perioode, kus Maa on pea üleni jääga kaetud (Snowball theory – Lumepalli teooria). Arvatakse, et üks selline periood oli umbes 1 100 miljonit aastat tagasi ja mõned uuriad on leidnud, et see periood võis kesta kuni 10 miljonit aastat. Mõnede arvamuste kohaselt on jääaegu esinenud juba Arhaikumi eoonis. [7]

Kokkuvõte

Nagu tööst välja tuleb oleneb üpriski palju külma ja soojaperioodide vaatlemine sellest kui pikka ajalõiku vaadata. Kui võtta ainult viimased paarsada aastat, siis on praegu soojaperiood ja sellele eelnes külmaperiood, samamoodi on ka viimasest jääajast vaadelduna valitseb maad praegu jäävaheaeg ja kliima soojeneb.
Kui vaadelda aga kaugemaid perioode, nagu kuuendal joonisel kujutatud on, siis võib hoopiski näha, et viimase kolme miljoni aasta jooksul on kliima hoopiski külmemaks muutunud. Seda toetab ka terve Fanerosoikumi graafik .
Fanerosoikumis on välja joonistunud 4 suuremat sooja- ja 4 suuremat külmaperioodi. Esimene neist oli umbes 475-420 miljonit aastat e.m.a. Teine 325-275 miljonit aastat e.m.a. Kolmas neist 175-110 miljonit aastat ema. Viimane külmaperiood algas kuskil 60 miljonit aastat tagasi ja kestab tänapäevani.

Kasutatud kirjandus

Causes for climate change [WWW] http://edugreen.teri.res.in/explore/climate/causes.ht m (09.03.2012)

A blanket around the Earth [WWW] http://climate.nasa.gov/causes/ (09.03.2012)

Hardy ,J.T. 2003. Climate change: causes, effects, and solutions . John Wiley & Sons, Inglismaa.

Brief inroduction to the history of climate. [WWW] http://muller.lbl.gov/pages/IceAgeBook/history_of_climate.html (09.03.2012)

Merchant , B. 2009. 97% of Climate Scientists Agree : Humans are Causing Global Warming . http://www.treehugger.com/corporate-responsibility/97-of-climate-scientists-agree-humans-are-causing-global-warming.html (09.03.2012)

Petit, J. R. et al 1999. Climate and atmospheric history of past 400,000 years from the Vostok ice core , Antarctika. [WWW] http://www.daycreek.com/dc/images/1999.pdf (09.03.2012)

Hoffmann, D. L. 2009. The Grand View: 4 Billion Years of Climate Change. [WWW] http://www.theresilientearth.com/?q=content/grand-view-4-billion-years-climate-change 09.03.2012

Brief histori of climate: causes and mechanisms. [WWW] http://hal.astr.ucl.ac.be/textbook//pdf/Chapter_5.pdf (09.03.2012)
Tallinn 2012