Pentru a intelege fenomenul de incalzire globala , care actioneaza asupra Pamantului, trebuie sa privim acest fenomen intr-un context mai larg.

Modificarile de clima care au aparut in ultimul timp pe Terra nu sunt singulare in sistemul nostru solar .

Alexei Dimitrov , un cercetator rus, a facut cateva observatii asupra unor modificari aparute pe diferite planete si sateliti din jurul soarelui :

– Luna isi fabrica o atmosfera proprie formata din compusi ai sodiului ( Na) ;

– densitatea atmosferei lui Marte este in crestere rapida ( se crede ca acest lucru a dus la defectarea satelitului artificial Mars Observer – SUA in 1997 ) ;

– activitatea vulcanica pe Terra a crescut de cinci ori incepand cu anul 1875 ;

– planeta Venus sufera o crestere vizibila a intensitatii luminoase ;

– intensitatea campului magnetic a lui Jupiter s-a dublat , iar intre planeta si unul dintre satelitii sai s-a format un tub de radiatii ionizat ;

– planetele Uranus si Neptun au suferit recente inversari de poli magnetici , isi maresc campul magnetic si devin tot mai stralucitoare ;

– intensitatea campului magnetic al Soarelui a crescut si el cu 230 % din 1901 .

Miscarea Chandler este generata de atractia diferentiata exercitata de Luna si Soare asupra structurii neomogene a planetei si reprezinta o mica deplasare in pozitia polilor de rotatie ai Pamantului, cu caracter semi-regulat. Datorita Miscarii Chandler (care nu e singura componenta de deplasare a polilor de rotatie), polii de rotatie se misca intr-un cerc neregulat cu diametrul de 3…15 metri cu o perioada de 36 de luni.
Peste Miscarea Chandler se suprapun alte miscari, asa incat polii de rotatie executa permanent un fel de „dans” foarte complicat si partial neregulat cu o amplitudine mica.
Cauzele Miscarii Chandler sunt un subiect controversat. Interactii intre diversele atractii gravitationale reprezinta doar una din ipoteze. O ipoteza lansata de cercetatori de la Jet Propulsion Laboratory sustine ca miscare Chandler e cauza unor fenomene legate de clima Pamintului.

Incepand cu 15 februarie 2006 , Pamantul se roteste fara a mai avea excentricitatea cunoscuta sub Miscarea Chandler . Ea are o periodicitate de 7 ani in care s-au observat doua extreme ( un minim si un maxim ) la distanta de 3,5 ani . Incepand din octombrie 2005 , planeta a intrat in faza de minim a miscarii ce trebuia sa dureze 14 luni ( anul 2006 si o parte din anul 2007 ) . Insa , din luna noiembrie 2005 , punctul de referinta al masurarii Miscarii Chandler , a inceput sa descrie o traiectorie circulara din ce in ce mai stransa astfel incat pe 8 ianuarie 2006 a incetat orice schimbare a coordonatelor X si Y folosite pentru a determina modificarea zilnica a locatiei axei de rotatie a planetei .

Conform observatiilor din ultimii 100 de ani , este prima data cand balansul axei de rotatie a Pamantului a incetat .

Realitatile cosmice si geofizice concura spre ideea aparitiei unui nou ciclu in Miscarea Chandler cu alte caracteristici .

Oprirea curenta este rezultatul clar a unor noi vectori , care contracareaza fortele Lunii si Soarelui , aparuti la nivelul local al Pamantului . Acestia ar pute fi :

  1. in urma imensei rupturi din zona Sumatra ( Oceanul Indian ) aparuta la sfarsitul lunii decembrie 2004 ( odata cu celebrul Tsunami ) , au existat sute de cutremure cu magnitudinea peste 6 grade Richter in acea zona , intr-un interval de cateva saptamani . Placile tectonice (intersectia a trei placi tectonice : Eurasiatica, Indo-Australiana si Pacifica ) au rupt echilibrul fragil in care se aflau . Este clar ca pozitia locala a acestora s-a modificat ducand la aparitia unor noi vectori generati de miscarea de rotatie a Pamantului , afectand in acest fel Miscarea Chandler .
  2. inversarea polilor magnetici ai Pamantului . Polul Nord magnetic se apropie de punctul de nord al axei de rotatie cu o viteza de 40 km/an . Aceasta tendinta a inceput inca din 1930 , viteza crescand progresiv .

Acesti doi factori au un cuvant de spus in oprirea Miscarii Chandler . Stabilizarea balansului planetar va fi precedata de miscari tectonice cauzate de acumularea tensiunilor interne in structura planetei . Eliberarea acestor tensiuni se va face violent .

Aceste modificari la nivel planetar vor avea o serie de efecte asupra Pamantului care va afecta , printre altele , si clima terestra .

Mai intai are loc o incalzire progresiva , precum cea constatata in zilele noastre ( pe care o atribuim NUMAI unor tehnologii terestre poluante ) . Incalzirea provoaca topirea ghetarilor si chiar a calotelor polare . In martie 2006 , ghetarii dintr-o rezervatie naturala din sudul Patagoniei , Argentina , se dislocau si se pravaleau in ocean . La Polul Nord au fost semnalate desprinderi masive din banchiza de gheata care pornesc in deriva si se topesc .

Topirea ghetarilor si a banchizelor va determina cresterea nivelului Oceanului Planetar si inundarea tarmurilor . In procesul de topire , ghetarii ( apa dulce ) se topesc , determina racirea apei polare si scaderea salinitatii . Un mecanism cunoscut numit ” Motorul heliosalin ” al planetei , care mentine circulatia apelor de adancime intens saline si a celor de suprafata indulcite , dar si intre apele ecuatoriale si cele polare , intra in incetinire . Fenomenele evolueaza lent dar , in ultimul timp , par a se accelera .

Planeta reactioneaza si incepe autoreglarea . Va incepe o noua glaciatiune , ce va fi resimtita cel mai drastic pe tarmul de vest al Europei , respectiv pe coasta de Est a Americii de Nord , incalzite in prezent de cunoscutul curent maritim Golf Stream .

Mediul biologic va avea de suferit si va fi profund afectat .

Perioada glaciara este o perioada lunga de reducere a temperaturii climei Pamantului avand ca rezultat aparitia straturilor de gheata pe continentele din emisfera nordica si sudica ( datorita straturilor de gheata din Groelanda si Polul Sud putem spune ca suntem inca intr-o perioada glaciara ) .

Au existat patru mari glaciatiuni in istoria Terrei . Cea mai veche glaciatiune se crede ca a avut loc acum 2,3 miliarde ani in perioada Paleoproterozoica , precum si cea din Neoproterozoic intre – 750 si – 600 milioane de ani in urma denumita ” Pamantul Bulgar de Zapada ” . Cauza acestor glaciatiuni din indepartatul Precambrian au fost oscilatii ale concentratiei de CO2 si CH4 ( metan ) din atmosfera .

Oscilatiile de temperatura si de glaciatiune mai apropiate sunt redate in figurile fig.1 si fig. 2.

image1.jpg

Fig.1 Evolutia temperaturii in cenozoic

imag2.jpg

Fig.2. Evolutia temperaturii in ultimii 5,5 milioane ani ( de la Pliocen incoace )

Din fig.1 se observa ca perioadele de glaciatiuni devin tot mai scurte pe masura ce ne apropiem de prezent . De la oscilatii mari de zeci de milioanede ani se ajunge la portiunea verde din dreapta figurii unde curbele sunt foarte apropiate . ACEST lucru se poate vedea mai clar in fig.2 , unde avem perioada de 5,5 milioane de ani , acoperind epocile Pliocen , Pleistocen si Holocen ( perioada actuala ). Se observa o reducere a frecventei oscilatiilor dar si o amplificare a acestora .

image3.jpg

Fig.3 Evolutia temperaturii evaluata la statiunea Vostok din Antarctica si de EPICA (The European Program for Ice Coring in Antarctica ), precum si evolutia volumului gheturilor in aceeasi perioada.

Fig. 3 reda perioada ultimelor 450 de mii de ani , perioada cunoscuta ca epoca glaciara . Se observa cresteri rapide ale temperaturii , urmate de scaderea mai lenta a acesteia. Maximele reprezinta perioadele interglaciare , iar temperaturile coborate reprezinta glaciatiunile .

Cresteri si scaderi ale concentratiei de oxigen din atmosfera

Atmosfera primara a pamantului a continut hidrogen si heliu. Datorita temperaturii ridicate a scoartei inca topite, a caldurii solare si poate a vantului solar, aceasta prima atmosfera s-a pierdut in spatiu. Cu 4,4 miliarde de ani in urma, scoarta s-a solidificat, iar eruptiile vulcanice au generat vapori de apa, dioxid de carbon si amoniac, formand cea de-a doua atmosfera timpurie a Pamantului, lipsita de oxigen .Mai tarziu, apa condesandu-se prin racire, si amoniacul descompunandu-se fotochimic, a doua atmosfera tarzie era compusa mai ales din azot si dioxid de carbon. Cantitativ, aceasta a doua atmosfera continea de circa 100 de ori mai mult gaz decat cea de acum. Prin racirea suprafetei terestre, cea mai mare parte a dioxidului de carbon s-a dizolvat in ocean.

Cu 3,3 miliarde de ani in urma , au aparut primele bacterii fototrope, producatoare de oxigen, cianobacteriile. Ele au trait in mediul acvatic si au transformat atmosfera din anoxica in oxica, intre 2,7 si 2,2 miliarde de ani inaintea noastra. Aceasta opera a fost continuata de plantele marine fotosintetizante si amplificata odata cu invadarea uscatului de catre plante . La inceput oxigenul molecular degajat de fotosinteza nu a aparut in compozitia atmosferei, din cauza cantitatilor mari de ioni reducatori din apa marilor, mai ales Fe3+ (s-a format Fe2O3 ). De aceea o imbogatire a oxigenului in aer se face simtita numai dupa ce fierul redus a fost consumat, atat din apa oceanelor, cat si din rocile de suprafata. Dar fotosinteza si generarea oxigenului au dus si la formarea substantelor organice, carbonul fiind legat alaturi de hidrogenul extras din apa. Alaturi de carbonati, fixarea carbonului s-a facut si prin formarea zacamintelor de carbune (in Carbonifer, 362-290 milioane de ani in urma). Unele indicii arata ca in Carbonifer presiunea partiala a O2 a putut ajunge pana la 35 % , adica cu mai bine de 50% mai ridicata decat cea de astazi. Asa s-ar explica prezenta insectelor gigant din Carbonifer, a caror respiratie prin difuzie era avantajata de presiunea ridicata a oxigenului. Dupa o perioada de 120 milioane de ani are loc o scadere la 15% a concentratiei O2 , contribuind la marea extinctie de la sfarsitul Permianului, in care au disparut 90% dintre speciile existente atunci.

Atmosfera din prezent, a treia atmosfera a Pamantului, contine ~21% O2 , valoare stationara, datorita echilibrului dintre productie si consum. Productia este data de ingroparea carbonului sub forma de carbon organic (urmare a fotosintezei) si formarea piritei (din oxizi de fier si sulf), in timp ce consumul de oxigen se datoreaza reactiei oxigenului cu gaze vulcanice reducatoare, gaze metamorfice reducatoare si material reducator de pe uscat. Cele doua fluxuri sunt in momentul de fata constante, deci viteza productiei nete de O2 este zero .

Pentru a vedea cat de important este acest echilibru pentru noi, e de-ajuns sa mentionam ca daca astazi ar scadea presiunea oxigenului la 0,15 bar, n-am putea aprinde focul, iar daca ar creste la 0,25 bar, ar arde intens chiar si materialul organic umed.

Cauzele glaciatiunilor

Oamenii de stiinta au identificat anumiti factori care pot crea conditiile producerii glaciatiunii :

– compozitia atmosferica ( concentratiile de CO2 , metan ( CH4) , SO2 si aparitia altor gaze si particule in atmosfera ) ;

– modificari ale orbitei Pamantului in jurul Soarelui ( cunoscute ca ciclurile Milankovitch ) si posibile modificari ale orbitei Soarelui in jurul centrului galaxiei;

– modificari ale pozitiilor placilor tectonice continentale si oceanice de pe suprafata Pamantului ;

– modificari ale campului magnetic solar si a fluxului de energie solara ;

– modificari ale planului orbital al sistemului Pamant – Luna ( Miscarea Chandler ) ;

– eventualele impacte a unor meteoriti de mari dimensiuni ;

– eruptii ale unor supervulcani ( Toba )

Schimbari in atmosfera Pamantului

Cea mai relevanta schimbare este cantitatea de gaze de sera ( CO2 , metan , SO2 , etc ) din atmosfera . Exista dovezi care arata faptul ca , concentratia gazelor de sera au scazut la inceputul glaciatiunii si a crescut spre finalul acestei epoci . Concentratia gazelor de sera au fost afectate de asemenea de deplasarea continentelor si de vulcanism .

Ipoteza ” Pamantul Bulgar de Zapada ” arata cateva perioade din istoria Pamantului in care au avut loc glaciatiuni , care s-au incheiat prin cresterea CO2 din atmosfera . Aceasta posibilitate de repetare in viitor a fenomenului „Pamantul Bulgar de Zapada ” va exista datorita fluctuatiilor gazelor de sera .

Deplasari de continente

Un alt aspect important care a contribuit la crearea diferitelor tipuri de clime in trecut este legata de curentii oceanici care au aparut prin modificarea pozitiei continentelor .

Inregistrarile geologice arata ca o perioada de glaciatiune noua poate aparea in momentul in care pozitia continentelor ar putea produce blocarea sau reducerea fluxului de apa calda de la ecuator la poli . Cresterea stratului de gheata duce la marirea gradului de reflexie a Pamantului si in acelasi timp la reducerea gradului de absorbtie a radiatiilor solare care produc racirea atmosferei .

Exista cunoscute trei configuratii de continente care pot bloca sau reduce fluxul de caldura de la ecuator la poli :

– existenta unui continent plasat pe unul din poli ( exemplu : Antarctica ) ;

– o mare polara inconjurata de continente ( Oceanul Artic ) ;

– un supercontinent care acopera aproape intreg ecuatorul ( continental Rodinia din perioada Criogena ) .

Terra de astazi are un continent peste Polul Sud si un ocean inconjurat de continente la Polul Nord , ceea ce a dus la credinta geologilor ca Pamantul va intra in viitorul apropiat in cateva perioade de glaciatiune ; timpul estimat va fi intre 2.000 si 50.000 de ani depinzand si de alti factori ( se crede ca muntii Himalaya sunt un factor major in actuala perioada de glaciatiune deoarece ei au provocat cresterea cantitatii de apa – musoni – si astfel au produs spalarea cantitatii de CO2 din atmosfera , micsorand efectul de sera .

Variatii in deplasarea Terrei pe orbita din jurul Soarelui ( ciclurile Milankovitch )

Milankovitch , om de stiinta de origine sarba , a propus ideea ca intensitatea radiatiilor solare primita de Terra sunt influentate de trei factori fundamentali :

  1. Factorul de precesie ( de rotire a axului Pamantului ) conform fig. 4A , care are o durata de 23.000 de ani ;
  2. Factorul de inclinatie ( variatia axului Pamantului in plan vertical ) conform fig. 4B , aceasta variatie fiind cuprinsa intre 21,5 grade si 24,5 grade si are o durata de 41.000 de ani ;
  3. Factorul de excentricitate ( orbita circulara a Pamantului se transforma intr-o orbita eliptica ) conform fig. 4C , care are o durata de 100.000 de ani .

image44.jpeg

Teoria propusa de Milankovitch este aceea ca aceste cicluri ale miscarii Pamantului in jurul Soarelui au efect asupra climei Terrei aducand perioade calde si reci , inclusiv perioadele glaciale .

Efectele combinate ale modificarii distantei Pamantului fata de Soare , precesia axei Pamantului si schimbarea unghiului axei Pamantului vor duce la redistribuirea energiei solare captata de Terra . O caracteristica importanta o are schimbarea unghiului axei Pamantului ( care are ca efect existenta si intensitatea anotimpurilor ) : exemplu – fluxul de energie solara la 65 grade lat. nordica poate varia cu 25 % ( de la 400 W/m2 pana la 500 W/m2 ). Se crede ca straturile de gheata avanseaza in emisferele Pamantului cand verile devin prea reci si exista acumulari de zapada din iernile precedente .

In ultimii 800.000 de ani ritmicitatea perioadelor de glaciatiune au fost la 100.000 de ani ceea ce corespunde modificarilor de excentricitate si inclinatie a orbitei Pamantului , iar in perioada de acum 3 milioane de ani pana in prezent cele mai puternice perioade de glaciatiune au avut o ritmicitate corespunzatoare ciclului de 41.000 de ani .

Variatia energiei solare

Exista doua tipuri de variatii a energiei solare :

  1. pe o perioada lunga de timp , astronomii considera cresterea energiei solare cu aproximativ 10 % la fiecare 1 miliard de an . Acest lucru poate produce efectul de sera pe Pamant ( temperaturile ridicate produc vapori de apa care duc la efectul de sera ) .
  2. pe perioade scurte de timp , exista diferite modificari ale energiei solare numite cicluri solare ( Soarele produce diferite tipuri de reactii nucleare care produc modificari ale compozitiei sale ) pe durata a milioane de ani pot modifica fluxul de energie solara .

Variatiile solare pe termen lung nu pot fi cauza declansarii perioadelor de glaciatiune.

Cele mai cunoscute modificari pe termen scurt sunt ciclurile solare ( care au diferite periodicitati : exemplu 11 ani ) care corespund cu perioadele reci ale perioadelor de glaciatiune .

Vulcanismul

70 % din suprafata Pamantului este acoperit de ape si teoria miscarii placilor tectonice arata cum crusta oceanica este complet schimbata la fiecare 200 milioane de ani. Exista posibilitatea teoretica ca vulcanii submarini sa produca efectul de incalzire globala prin eliberarea de metan , CO2 , amoniac si alte gaze care sa produca intr-un ritm rapid efectul de sera .

Evolutia suprafetei de gheata la Polul Nord in perioada 2003 – 2008

image5.png

image61.png

Fig.5. Situatia suprafetei de gheata la Polul Nord la Fig. 6. . Situatia suprafetei de gheata la Polul

data de 18-09-2003 Nord la data de 22-09-2005

image7.png

image8.png

Fig.8. . Situatia suprafetei de gheata la Polul Nord la data de 25-09-2008

Fig.7. . Situatia suprafetei de gheata la Polul Nord la data de 24-09-2007

Fig.9. Extensia suprafetelor de gheata pe durata anului in perioada 2002 – 2009

image9.png

Fig.10. Modificari in concentratia gazelor cu efect de sera din perioada glaciala pana in prezent

image102.jpeg

Concentratia atmosferica pentru CO2 , metan si oxizi de nitrati in ultimii 10.000 ani ( diagrama mare ) si de la anul 1750 pana in prezent ( in medalion ) .

Masuratorile sunt facute in gheata ( simbolizate cu diferite culori ) si din atmosfera ( liniile rosii ) . Pe axa orizontala este redat intervalul de timp 10.000 i.e.n. pana in 2005 , iar axa verticala din stanga reda concentratiile de gaz , iar axa verticala din dreapta reprezinta energia radianta in W/m2 .

Fig. 11. Schimbarile de temperatura globale si continentale

image111.jpeg

Aceasta figura reprezinta comparatii facute in schimbarile de temperatura la nivel global si continental. Linia neagra reprezinta observatiile facute in diferite perioade in intervalul 1906 – 2005 .

Fig. 12. Temperatura de la suprafata Pamantului masurata in secolul XX si incalzirea estimata in secolul XXI prin diferite modele de evolutie a climei

image121.jpeg

Liniile prezentate reprezinta nivele de emisii de gaze pentru fiecare tip de scenariu :

– linia neagra – masuratorile facute in secolul XX incepand cu anul 1900 ;

– linia portocalie – concentratiile constante incepand cu anul 2000 ;

– linia albastra – scenariul unei sustenabilitati mondiale constante ;

– linia verde – o dezvoltare economica foarte rapida pe plan mondial ;

– linia rosie – o dezvoltare mondiala haotica .

Cresterea temperaturii medii a aerului ( care a crescut deja cu 0,74 oC pentru ultima suta de ani ) va continua pana la sfarsitul secolului XXI . Efectul de Incalzire Globala este asteptat sa varieze prin cresterea temperaturii cu 3 oC . Adoptarea masurilor de control de emisii de gaze trebuie sa previna aceasta crestere a temperaturii sau mentinerea ei sub nivelul de 3 oC .

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here