Geçmiş deniz seviyesi - Past sea level

Son 500 milyon yılda iki deniz seviyesi rekonstrüksiyonunun karşılaştırılması . Son buzul/buzullar arası geçiş sırasındaki değişim ölçeği siyah bir çubukla gösterilir.

Küresel veya östatik deniz seviyesi , Dünya tarihi boyunca önemli ölçüde dalgalanmıştır. Deniz seviyesini etkileyen ana faktörler, mevcut suyun miktarı ve hacmi ile okyanus havzalarının şekli ve hacmidir. Su hacmi üzerindeki birincil etkiler, yoğunluğu etkileyen deniz suyunun sıcaklığı ve nehirler, akiferler, göller , buzullar, kutup buzulları ve deniz buzu gibi diğer rezervuarlarda tutulan su miktarlarıdır . Aşırı jeolojik zaman ölçekleri , okyanus havzalarının ve arazi / deniz dağılımındaki şeklinde değişiklikler deniz seviyesini etkiler. Östatik değişikliklere ek olarak, deniz seviyesindeki yerel değişiklikler tektonik yükselme ve çökmeden kaynaklanır.

Jeolojik zaman içinde deniz seviyesi 300 metreden fazla, muhtemelen 400 metreden fazla dalgalanmıştır. Son 15 milyon yılda deniz seviyesindeki dalgalanmaların ana nedenleri, Antarktika buz tabakası ve sıcak dönemlerde Antarktika buzul sonrası toparlanmasıdır .

Mevcut deniz seviyesi, tarihi minimumdan yaklaşık 130 metre daha yüksek. Yaklaşık 20.000 yıl önce Son Buzul Maksimum (LGM) sırasında tarihsel olarak düşük seviyelere ulaşıldı . Deniz seviyesinin bugünden daha yüksek olduğu en son zaman , yaklaşık 130.000 yıl önce Eemian dönemindeydi .

Daha kısa bir zaman ölçeğinde, LGM sırasında ulaşılan düşük seviye, Holosen'in başlarında , yaklaşık 14.000 ila 6.000 yıl önce toparlandı ve deniz seviyeleri son 6.000 yılda nispeten sabit kaldı. Örneğin, yaklaşık 10.200 yıl önce anakara Avrupa ile Büyük Britanya arasındaki son kara köprüsü sular altında kaldı ve geride tuz bataklığı bıraktı. 8000 yıl önce bataklıklar deniz tarafından boğuldu ve eski kuru kara bağlantısına dair hiçbir iz bırakmadı. Buzullardan ve buzullardan kaynaklanan kütle kaybının gözlem ve modelleme çalışmaları , 20. yüzyılda deniz seviyesinin 2 ila 4 cm yükselmesine katkı sağladığını gösteriyor.

Buzullar ve buzullar

Her yıl okyanusların tüm yüzeyinden yaklaşık 8 mm (0,3 inç) su, Antarktika ve Grönland buz tabakalarına kar yağışı olarak düşer . Okyanuslara buz geri dönmeseydi, deniz seviyesi her yıl 8 mm (0,3 inç) düşecekti. İlk tahmine göre, aynı miktarda su, buzdağlarında ve kenarlarda eriyen buzlardan okyanusa geri dönüyor gibi görünüyordu . Bilim adamları daha önce hangisinin daha büyük olduğunu tahmin etmişti, buzun girmesi veya çıkması, küresel deniz seviyesinde değişikliklere neden olması nedeniyle önemli olan kütle dengesi olarak adlandırıldı . Düşük gürültülü uçuşta uydulardan elde edilen yüksek hassasiyetli gravimetri , 2006 yılında Grönland ve Antarktika buz tabakalarının toplam 475 ± 158 Gt/yıl, deniz seviyesindeki 1,3 ± 0,4 mm/yıl artışa eşdeğer bir kütle kaybı yaşadığını belirledi. Özellikle, 1988–2006 yılları arasında buz tabakası kaybındaki ivme Grönland için 21,9 ± 1 Gt/yıl² ve Antarktika için 14,5 ± 2 Gt/yıl² olmak üzere toplam 36.3 ± 2 Gt/yıl² idi. Bu ivme, dağ buzulları ve buzullardan (12 ± 6 Gt/yıl²) 3 kat daha fazladır.

Buz rafları denizin yüzeyinde yüzer ve erirse, ilk sırada deniz seviyesini değiştirmezler. Aynı şekilde, yüzen paket buzlarından oluşan kuzey kutup buzulunun erimesi, yükselen deniz seviyelerine önemli ölçüde katkıda bulunmayacaktır. Bununla birlikte, yüzen buz paketinin tuzluluğu deniz suyundan daha düşük olduğu için, bunların erimesi deniz seviyelerinde çok küçük bir artışa neden olur, o kadar küçüktür ki genellikle ihmal edilir.

  • Bilim adamları daha önce suyun karasal depolanmasındaki değişiklikler hakkında bilgi sahibi değildi. Toprak emilimi ve yapay rezervuarlar ("su tutma") yoluyla su tutulmasının araştırılması, bugüne kadar karada toplam yaklaşık 10.800 kilometreküp (2.591 mil küp) suyun (Huron Gölü'nün hemen altında) tutulduğunu göstermektedir. Bu su tutma, o sırada deniz seviyesindeki yaklaşık 30 mm (1,2 inç) yükselmeyi maskeledi.
  • Tersine, 1900–2008 döneminde aşırı küresel yeraltı suyu çıkarımı tahminleri, deniz seviyesinde 12,6 mm (0,50 inç) (toplamın >%6'sı) yükselmesine eşdeğer, toplam 4.500 km3'tür. Ayrıca, yeraltı suyu tükenme oranı, yaklaşık 145 km3/yıl (0.40 mm/yıl deniz seviyesindeki yükselmeye eşdeğer) olan en son dönemde (2000-2008) meydana gelen maksimum oranlarla, yaklaşık 1950'den beri belirgin bir şekilde artmıştır. veya bu son dönemde bildirilen 3,1 mm/yıl oranının %13'ü).
  • Grönland ve Antarktika Yarımadası'nın kenarlarındaki küçük buzullar ve kutup buzulları erirse, deniz seviyesinde öngörülen yükselme 0,5 m (1 ft 7,7 inç) civarında olacaktır. Erime Grönland buz tabakasının deniz seviyesi yükselmesi 7.2 m (23.6 ft) üretecektir ve erime Antarktika buz tabakasının deniz seviyesi yükselmesi 61.1 m (200.5 ft) üretecektir. Batı Antarktika Buz Tabakası'nın topraklanmış iç rezervuarının çökmesi, deniz seviyesini 5 m (16,4 ft) - 6 m (19,7 ft) yükseltecektir.
  • Kar çizgisi irtifa yükseklik düşük bir yükseklik az yıllık kar örtüsü% 50 daha fazla olacak şekilde aralığı. Bu , bölgesel sıcaklık iyileştirme etkilerine bağlı olarak , ekvatorda deniz seviyesinden yaklaşık 5.500 metre (18.045 fit ) ile deniz seviyesinden yaklaşık 70° K&G enleminde değişir. Permafrost daha sonra deniz seviyesinde belirir ve deniz seviyesinin altında kutuplara doğru daha derine uzanır.
  • Grönland ve Antarktika buz tabakalarının çoğu, kar çizgisinin ve/veya permafrost bölgesinin tabanının üzerinde yer aldığından, birkaç bin yıldan daha kısa bir zaman diliminde eriyemezler ; bu nedenle, erime yoluyla, önümüzdeki yüzyılda deniz seviyesinin yükselmesine önemli ölçüde katkıda bulunmayacakları muhtemeldir. Bununla birlikte, akıştaki hızlanma ve gelişmiş buzdağı buzağılama yoluyla bunu yapabilirler .
  • 20. yüzyıl boyunca iklim değişikliklerinin , modelleme çalışmalarından, Antarktika'dan −0,2 ila 0,0 mm/yıl (yağış artışının sonuçları) ve Grönland'dan 0,0 ila 0,1 mm/yıl (hem yağış hem de yağıştaki değişikliklerden) katkılara yol açtığı tahmin edilmektedir. akış ).
  • Tahminler, Grönland ve Antarktika'nın son buzul çağının sonuna uzun vadeli ayarlamaların bir sonucu olarak 20. yüzyılda 0.0 ila 0.5 mm/yıl katkıda bulunduğunu gösteriyor.

Deniz seviyesinin mevcut artış , 1.8 hakkında mm / yıl, mareograf gelen gözlenen yukarıdaki faktörlerin kombinasyonundan tahmini aralığında olmakla aktif araştırma, bu alanda devam etmektedir. Son derece belirsiz olduğu düşünülen karasal depolama terimi artık olumlu değil ve oldukça büyük olduğu gösterildi.

jeolojik etkiler

Dünyanın uzun tarihi boyunca , kıtaların ve deniz tabanının konfigürasyonu levha tektoniği nedeniyle zaman zaman değişti . Bu, çeşitli okyanus havzalarının derinliklerini değiştirerek ve ayrıca buzul dağılımını değiştirerek buzul-buzullararası döngülerde değişikliklere neden olarak küresel deniz seviyesini etkiler. Buzul-buzullararası döngülerdeki değişiklikler, en azından kısmen, Dünya üzerindeki buzul dağılımlarındaki değişikliklerden etkilenir.

Okyanus havzalarının derinliği, okyanus litosferinin (dünya okyanuslarının tabanlarının altındaki tektonik plakalar) yaşının bir fonksiyonudur . Eski plakalar yaşlandıkça, daha yoğun hale gelir ve batar, yeni plakaların yükselmesine ve yerlerini almasına izin verir. Bu nedenle, okyanus litosferini hızla geri dönüştüren birçok küçük okyanus levhası içeren bir konfigürasyon, daha sığ okyanus havzaları ve (diğer her şey eşit olduğunda) daha yüksek deniz seviyeleri üretecektir. Öte yandan, daha az levha ve daha soğuk, yoğun okyanus litosferine sahip bir konfigürasyon, daha derin okyanus havzaları ve daha düşük deniz seviyeleri ile sonuçlanacaktır.

Kutupların yakınında çok fazla kıtasal kabuk bulunduğunda, kaya kayıtları buzul çağlarında alışılmadık derecede düşük deniz seviyelerini gösterir, çünkü üzerinde kar ve buzun birikebileceği çok fazla kutupsal kara kütlesi vardı. Kara kütlelerinin ekvator çevresinde kümelendiği zamanlarda, buzul çağlarının deniz seviyesi üzerindeki etkisi çok daha azdı.

Jeolojik zamanın çoğunda, uzun vadeli ortalama deniz seviyesi bugünden daha yüksek olmuştur (yukarıdaki grafiğe bakınız). Sadece ~250 milyon yıl önce Permiyen - Triyas sınırında uzun vadeli ortalama deniz seviyesi bugünkünden daha düşüktü. Ortalama deniz seviyesindeki uzun vadeli değişiklikler, okyanus kabuğundaki değişikliklerin sonucudur ve çok uzun vadede devam etmesi beklenen düşüş eğilimi.

Son birkaç milyon yılda buzul-buzullar arası döngüler sırasında, ortalama deniz seviyesi yüz metreden biraz daha fazla değişmiştir . Bu öncelikle buz tabakalarının (çoğunlukla kuzey yarımkürede) denizden buharlaşan su ile büyümesi ve çürümesi nedeniyledir.

Akdeniz Havzası başlayan Neotetis havzası olarak kademeli büyüme 'ın Jura , aniden okyanus seviyelerinin etkilemedi. Akdeniz son 100 milyon yılda oluşurken, ortalama okyanus seviyesi genellikle mevcut seviyelerin 200 metre üzerindeydi. Bununla birlikte, bilinen en büyük deniz taşkın örneği, yaklaşık 5,2 milyon yıl önce Messinian Tuzluluk Krizi'nin sonunda Atlantik'in Cebelitarık Boğazı'nı ihlal etmesiydi . Bu, görünüşe göre Boğaz bölgesindeki jeolojik kuvvetler nedeniyle havzanın kuruduğu dönemin aniden sonunda Akdeniz deniz seviyelerini restore etti.

Uzun vadeli nedenler Etki aralığı Dikey etki
Okyanus havzalarının hacmindeki değişim
Levha tektoniği ve deniz tabanı yayılması (levha ayrışması/yakınlaşması) ve deniz tabanı yüksekliğindeki değişim (okyanus ortası volkanizması) östatik 0,01 mm/yıl
Deniz sedimantasyon östatik < 0.01 mm/yıl
Okyanus suyunun kütlesindeki değişim
Kıtasal buzun erimesi veya birikmesi östatik 10 mm/yıl
20. yüzyılda iklim değişiklikleri
•• Antarktika östatik 0,39 ila 0,79 mm/yıl
•• Grönland (hem yağış hem de akıştaki değişikliklerden) östatik 0,0 ila 0,1 mm/yıl
Son buzul çağının sonuna uzun vadeli uyum
•• 20. yüzyıla Grönland ve Antarktika katkısı östatik 0,0 ila 0,5 mm/yıl
Suyun dünyanın iç kısmından salınması östatik
Kıtasal hidrolojik rezervuarların salınımı veya birikmesi östatik
Dünya yüzeyinin yükselmesi veya çökmesi ( İzostasi )
Termal-izostazi (yeryüzünün iç kısmındaki sıcaklık/yoğunluk değişiklikleri) Yerel etki
Glacio-izostazi (buz yükleme veya boşaltma) Yerel etki 10 mm/yıl
Hidro-izostazi (su yükleme veya boşaltma) Yerel etki
Volkan -izostazi (magmatik ekstrüzyonlar) Yerel etki
Sediment-izostazi (sedimanların birikmesi ve erozyonu) Yerel etki < 4 mm/yıl
Tektonik yükselme / çökme
Yerkabuğunun dikey ve yatay hareketleri (fay hareketlerine tepki olarak) Yerel etki 1-3 mm/yıl
Sediment sıkıştırma
Sedimentin daha yoğun matrise sıkışması (özellikle nehir deltalarında ve yakınında önemli ) Yerel etki
Ara sıvıların kaybı ( yeraltı suyu veya petrolün çekilmesi ) Yerel etki ≤ 55 mm/yıl
Deprem kaynaklı titreşim Yerel etki
jeoidden ayrılış
Hidrosfer , esthenosfer , çekirdek-manto arayüzündeki kaymalar Yerel etki
Dünyanın dönüşündeki kaymalar, dönme ekseni ve ekinoksun presesyonu östatik
Dış yerçekimi değişiklikleri östatik
Buharlaşma ve yağış (uzun vadeli bir modelden kaynaklanıyorsa) Yerel etki

Jeolojik zaman boyunca değişiklikler

Deniz seviyesi jeolojik zaman içinde değişti . Grafiğin gösterdiği gibi, bugün deniz seviyesi şimdiye kadar ulaşılan en düşük seviyeye çok yakındır (en düşük seviye yaklaşık 250 milyon yıl önce Permiyen - Triyas sınırında meydana gelmiştir ).

En son buzul çağında (yaklaşık 20.000 yıl önce maksimumda), buharlaşan ve çoğunlukla Laurentide'de kar ve buz olarak biriken büyük miktarda deniz suyu nedeniyle, dünyanın deniz seviyesi bugünden yaklaşık 130 m daha düşüktü. Buz Levhası . Bunların çoğu yaklaşık 10.000 yıl önce erimişti.

Dünya tarihi boyunca yüzlerce benzer buzul döngüsü meydana geldi . Zaman içinde kıyı tortul birikintilerinin konumlarını inceleyen jeologlar , daha sonraki bir toparlanma ile ilişkili düzinelerce benzer kıyı şeridi kayması kaydettiler. Bu , bazı durumlarda dünya çapında büyük bir güvenle ilişkilendirilebilen tortul döngülerle sonuçlanır. Östatik deniz seviyesini tortul tortulara bağlayan bu nispeten yeni jeoloji bilimi dalına dizi stratigrafisi denir .

Fanerozoyik boyunca deniz seviyesi değişiminin en güncel kronolojisi, aşağıdaki uzun vadeli eğilimleri göstermektedir:

  • Kambriyen boyunca kademeli olarak yükselen deniz seviyesi
  • Ordovisiyen'de son Ordovisyen buzullaşmasıyla ilişkili büyük bir düşüşle birlikte nispeten sabit deniz seviyesi
  • Silüriyen sırasında alt seviyedeki nispi kararlılık
  • Devoniyen boyunca kademeli bir düşüş , Mississippian boyunca Mississippian / Pennsylvanian sınırında uzun vadeli düşük seviyeye devam ediyor
  • Permiyen başlangıcına kadar kademeli bir yükseliş , ardından Mesozoyik'e kadar süren hafif bir düşüş .

Son buzul maksimumundan bu yana deniz seviyesinin yükselmesi

Son Buzul Döneminde küresel deniz seviyesi

Yaklaşık 19-8 bin yıl arasındaki buzul erimesi sırasında, İngiliz-İrlanda Denizi, Fennoscandian, Laurentide , Barents-Kara , Patagonya , Innuitia buz tabakalarının ve Antarktika buz tabakasının bölümlerinin hızla erimesi sonucu deniz seviyesi son derece yüksek oranlarda yükseldi. . Yaklaşık 19.000 yıl önce buzul erimesinin başlangıcında, kısa, en fazla 500 yıllık bir buzul-östatik olay, ortalama yaklaşık 20 mm/yıl hızla deniz seviyesine 10 m'ye kadar katkıda bulunmuş olabilir. Erken Holosen'in geri kalanında, deniz seviyesindeki yükselme hızı, kısa süreli deniz seviyesinin yükselmesi sırasında yaklaşık 6,0-9,9 mm/yıl gibi düşük bir değerden 30-60 mm/yıl kadar yüksek bir değere kadar değişmiştir.

Büyük ölçüde mercan resiflerinin derin çekirdeklerinin analizine dayanan sağlam jeolojik kanıtlar, son buzlanma sırasında eriyik suyu darbeleri olarak adlandırılan, yalnızca 3 ana hızlandırılmış deniz seviyesi yükselişi dönemi için mevcuttur . Bunlar yaklaşık 14.600 ila 14.300 yıl önce Meltwater darbesi 1A'dır ; Yaklaşık 11.400 ila 11.100 yıl önce erimiş su darbesi 1B ; ve 8200 ila 7600 yıl önce Meltwater darbe 1C. Meltwater darbesi 1A, 14.200 yıl önce merkezli yaklaşık 290 yıl boyunca 13.5 m'lik bir artıştı ve Meltwater darbesi 1B, 11.000 yıl önce merkezli yaklaşık 160 yıl boyunca 7.5 m'lik bir artıştı. Tam tersine, Genç Dryas aralığını da içeren 14.300 ile 11.100 yıl önceki dönem , yaklaşık 6,0-9,9 mm/yıl'da deniz seviyesindeki yükselmenin azaldığı bir aralıktı. Erimiş su darbesi 1C, 8.000 yıl önce merkezlendi ve 140 yıldan daha kısa bir sürede 6,5 m'lik bir yükselme üretti, öyle ki 5000 yıl önceki deniz seviyeleri, fosil plajlarının birçok yerinde kanıtlandığı gibi, günümüzden yaklaşık 3 m daha yüksekti. Erime suyu olayları sırasında bu kadar hızlı yükselen deniz seviyesi oranları, buz tabakasının çökmesiyle ilgili büyük buz kaybı olaylarını açıkça göstermektedir. Birincil kaynak, Antarktika buz tabakasından gelen erimiş su olabilir. Diğer çalışmalar, Laurentide Buz Tabakası'ndaki erimiş su için bir Kuzey Yarımküre kaynağı önermektedir.

Son zamanlarda, 3.000 takvim yılı öncesinden günümüze kadar olan Geç Holosen'in, MS 1850 ile 1900 arasında çeşitli tarihlere tarihlenen yükselme hızının hızlanmasından önce deniz seviyesinin neredeyse sabit olduğu yaygın olarak kabul edildi. Geç Holosen deniz seviyesindeki yükselme oranları, arkeolojik alanlardan ve geç Holosen gelgit bataklık çökellerinden elde edilen kanıtlar, gelgit göstergesi ve uydu kayıtları ve jeofizik modelleme ile birlikte tahmin edilmiştir. Örneğin, bu araştırma Caesarea'daki Roma kuyuları ve İtalya'daki Roma piscinae çalışmalarını içeriyordu . Bu yöntemler kombinasyon halinde, son 2000 yıl için ortalama östatik bileşenin 0.07 mm/yıl olduğunu göstermektedir.

1880'den bu yana, okyanus hızlı bir şekilde yükselmeye başladı ve 2009 yılına kadar toplam 210 mm (8,3 inç) tırmanarak dünya çapında kapsamlı erozyona neden oldu ve milyarlara mal oldu.

Deniz seviyesi 19. yüzyılda 6 cm, 20. yüzyılda ise 19 cm yükseldi. Bunun kanıtı, jeolojik gözlemleri, en uzun enstrümantal kayıtları ve 20. yüzyılda gözlemlenen deniz seviyesindeki yükselme oranını içerir. Örneğin, jeolojik gözlemler, son 2.000 yıl boyunca deniz seviyesi değişiminin küçük olduğunu ve yılda ortalama yalnızca 0.0-0.2 mm olduğunu göstermektedir. Bu, 20. yüzyıl için yılda ortalama 1,7 ± 0,5 mm'lik bir oranla karşılaştırılır. Baart et al. (2012) , deniz seviyesindeki yükselişin hızlanmasından önce 18.6 yıllık ay düğümü döngüsünün etkisinin hesaba katılmasının önemli olduğunu göstermektedir . Gelgit göstergesi verilerine dayanarak , 20. yüzyılda küresel ortalama deniz seviyesi yükselme hızı, ortalama 1,8 mm/yıl ile 0,8 ila 3,3 mm/yıl aralığındadır.

Referanslar