GEOGRAFIA CUATERNARULUI

Tutore curs:

Conf. univ. dr. Marian ENE

RĂCIREA CLIMEI ŞI

GLACIAŢIUNEA CUATERNARĂ

În dinamica de ansamblu a peisajului cuaternar , pot fi conturate trei etape principale: preglaciară, glaciară şi postglaciară.

Etapa preglaciară: 1,5 milioane de ani (partea inferioară a Cuaternarului); cuprinde glaciaţiunile: Biber (Pretiglian), Donau (Eburon) şi Günz (Menapian, Berezina, Nebraska)• Rehistazie climatică în regiunile temperate şi tropicale (răcire, dar mai ales aridizare).• Este faza willafranchiană – eroziune a reliefurilor înalte şi acumularea materialelor sub forma unor piemonturi în depresiuni şi câmpii marginale (P. Getic, P. Padului, P nord-pirenean, P. Andin etc.).• Urmează faza premindeliană – alternează secvenţele umede şi reci cu cele calde – în regiunile temperate apar şi se extind gheţarii montani şi de calotă în secvenţele reci şi umede, iar în secvenţele mai calde au loc procese de alterare şi pedogeneză. În zonele tropicale – mai aride, ploi torenţiale, degradarea covorului vegetal – formarea şi extinderea piemonturilor şi glacisurilor de eroziune (Magreb, Anzi, Aragon etc.)

Etapa glaciară – o mare partea a Pleistocenului mediu şi tot Pleistocenul superior. Cuprinde glaciaţiunile Mindel (Elster, Oka, Kansas), Riss (Saale, Nipru, Illinois) şi Würm (Vistula, Valdai, Wisconsin). Răcire severă a climei.• extinderea maximă a gheţarilor, cele mai întinse şi evidente forme de relief glaciar.• alternanţa fazelor de acumulare şi eroziune – formarea marilor sisteme de terase fluviatile.• în regiunile periglaciare montane iau naştere marile câmpii de glacisuri aluvio-proluviale.

Etapa postglaciară – ultimii 10.000 ani (Holocenul) – încălzire generală – migrarea la latitudini mai mari a zonelor de vegetaţie, cu fauna asociaată. • acelaşi fenomen şi în ceea ce priveşte spaţiile montane înalte.• peisajul regiunilor temperate şi subpolare – dominat de formele de relief generate de glaciaţiuni (asociaţii morenaice, câmpii fluvio-glaciare, văi şi circuri glaciare, fiorduri etc.• Homo sapiens sapiens trece la un nou stadiu de evoluţie, înfiinţând primele aşezări permanente, dezvoltând culturi materiale avansate, organizând forme statale.

Cauzele răcirii climei şi apariţiei glaciaţiunii cuaternareSistemul climatic al Pământului (Berger, 1978) cuprinde: atmosfera, hidrosfera (oceanul), criosfera, litosfera şi biosfera – conectate între ele prin procese fizice, chimice şi biologice

P,S

P,CP,E ,C ,S P,E ,C ,S ,G

P,C ,EG ,S G

C ,S

S tra tosfera

Trop osfera 4 - 8 z ile

1 00 - 50 0 z ile

TA

T R O P O PA U Z A

O cea n u l a d â n c ~ 1500 an i

G h eaţă p lu tito are

G h eaţă co n tin en ta lă

C ,S ,G

T W

C

0

2 0 0

1 0 0 0

m b (x 10 0 P a )

0- 6 00

3

1 2

5 0(k m )

1 0 0

1

0 m0

4 0

4 0 0 0+ 2 0 C003 ,7

00 5

b ar (x 10 P a )5

PCES

G

A p ă su b teran ă

S o l

P ă d u re

T W

R eflu x

A d . (k m )P resiu n ea

P resiu n eaÎn ţim eaă l

+ 2 0 C0

= in terac ţiu n i slabe= in terac ţiu n i pu tern ice

= in terac ţiu n i foarte pu tern ice

= rad ia ţie= că ldu ră= evaporare= forţa de dep lasare

= gaze , particu le

= tem pera tu ra aeru lu i= tem pera tu ra apei

~ 6 0 an i

10 - 1 0 an i4 6

10 - 1 0 a n i4

T A

Caracteristicile temporale ale sistemului climatic şi interacţiunile acestuia cu celelalte componente ale mediului (după A. Berger, 1979).

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

11

1 2

0 ,1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 4 1 0 5 1 0 6 1 0 7 1 0 8 1 0 9 1 0 1 0

S c ţia le d e sch im b a re a c lim eiă r ile d e tim p ca ra c ter istice p ro cese lo r p o ten

P u lb ere g a la cticţe le sp ira le a le G a la x ie i

ă /B ra

E v o lu ţia S o a re lu i

D er iv a co n tin en te lo r /M ig ra rea p o lilor

O ro g en eza /Izo sta z ia

P a ram etr ii o rb ita li

C ircu la ţia o cean ică

M o d ifică r ile d in a tm o sfera P ă m â n tu lu i

A ctiv ita tea v u lcan ică

In tera cţiu n ile a tm o sferţa ri - co n tin en t

ă - o cea n - g h e

Va ria ţia ra d ia ţiilo r so lare

In tera cţiu n ile a tm o sfer ă -ocea n

Va ria ţia a tm osfer ică

Scările de timp caracteristice proceselor potenţiale de schimbare a climei (după E.J. Kutzbach, 1976, T.M.L. Wigley, 1981)

Dintre cauzele cate s-au dovedit că se corelează şi se implică mai bine în răcirea climei şi în oscilaţiile climatice sunt în mod frecvent citate următoarele două: radiaţia solară primită la limita exterioară a atmosferei şi structura suprafeţei terestre cu întregul complex de procese şi relaţii fizice dintre componentele sale (atmosferă-oceane-criosferă-litosferă-biosferă). Luate separat, toate aceste ipoteze sunt susceptibile de critici, pentru că ele dau răspunsuri parţiale referitoare fie la cauzele răcirii climei şi apariţiei glaciaţiunii, fie la oscilaţiile climatice şi repetabilitatea glaciarelor şi interglaciarelor în timpul Pleistocenului.

În general, s-a stabilit că pentru formarea şi păstrarea marilor câmpuri de gheaţă (aproximativ 32% din suprafaţa uscatului) sunt necesare două condiţii esenţiale: precipitaţii sub formă de zăpadă, deci climă rece, iar zăpada să se păstreze de la un an la altul în zonele de acumulare, de formare şi alimentare a gheţarilor.

Pentru înţelegerea şi explicarea acestui grandios fenomen natural de talie planetară trebuie să se pornească de la cunoştinţele cele mai sigure pe care le avem despre glaciaţiunea cuaternară:

• climatul normal al Pământului este nonglaciar;• temperatura a scăzut lent în timpul Neogenului pentru a culmina în timpul perioadelor glaciare; • în ultimii 800.000 ani au existat 12 - 15 glaciaţiuni în emisfera nordică, toate având aceeaşi localizare;• 4/5 din calota glaciară a fost extinsă pe continentele din vecinătatea Atlanticului de Nord;• ultimele glaciaţiuni, singurele mai bine cunoscute, au coincis cu perioade reci, când temperatura medie anuală a Terrei a scăzut faţă de prezent cu circa 6ºC;• în timpul Pleistocenului superior aceste glaciaţiuni au fost probabil sincrone în cele două continente nordice, şi de asemenea sincrone în cele două emisfere;• interglaciarele au fost mai lungi decât glaciarele şi au avut temperaturi analoage celor actuale (±2ºC); începutul glaciar (anaglaciarul) pare să fi fost mai umed, iar apogeul şi sfârşitul (cataglaciarul) mai uscate.

CAUZELE TERESTRE – se referă la explicarea cauzelor care au produs răcire severă a climei în Cuaternar, fie la oscilaţiile parametrilor climatici care au provocat alternanţa glaciar-interglaciar. Au în vedere analiza acelor elemente ale sistemulu climatic care îşi au obârşia la suprafaţa Pământului.1.Mişcările tectonice:

a. Mişcările orogenice şi epirogenice: sf. Neog şi încep. Cuat – înălţări a catenelor muntoase cu până la 2000 metri. Împreună cu mişcările epirogenice, uscatul a atins o altitudine medie de 800 metri la încep. Cuat. (de la 300 m la încep. Neog.). Se adaugă scăderea nivelului Oc. Pl. Cu circa 100 m în timpul Pleist., rezultând o creştere a alt. medii a Păm. Cu circa 600 metri. (suprafaţa uscatului a crescut cu 26 mil. kmp. Marile lanţuri montane – bariere în circulaţia meridiană sau longitudinală.

b. Modificarea fluxului caloric al Pământului: orogenezele determină descărcare de căldură (50-250 cal/cmp), acumulată anterior ; rezultă un substrat răcit al spaţiilor montane care, alături de altitudinea acestora a favorizat apariţia gheţarilor; durata ciclului de 30-50 mil. Ani (radioactivitatea din crustă) până la 2560 mil. ani (radioactivitatea din straturile mai adânci.

1. Mişcările tectonice: c. Izostazia: - provoacă modificări ale climei din cauza încărcării cu gheaţă a continentelor şi a modificării nivelului oceanic.

G R O E N L A N D A S P IT Z B E R G E N N O R V E G IA

G R O E N L A N D A IS L A N D A I-L E FA E R O EI-L E

S H E T L A N D N O R V E G IA

N ive lu l ac tu a l

N ive lu l ac tu a l

2 0 0

4 0 0

6 0 0

8 0 0

1 0 0 0

2 0 0

4 0 0

6 0 0

0m

0m

2. Deriva continentelor şi migrarea polilor: - ajungerea continentelor în zonele polare.

3. Schimbarea circulaţiei apei oceanice: - efect ca urmare a orogenezelor, epirogenezelor sau derivei continentelor.

4. Modificarea compoziţiei atmesferei terestre: - modificarea concentraţiei de gaze active şi de pulberi în atmosfera terestră, care poate provoca perturbări în transmiterea radiaţiei solare de unde scurte şi a radiaţiei terestre de unde lungi.a. Pulberile vulcanice (1-2 microni) – răcirea climeib. Dioxidul de carbon – încălzirea climei (concentraţie mare – peste 0,03%)c. Vaporii de apă – efect asemănător dioxidului de carbon

5. Modificarea nebulozităţii şi albedoului:

Cauze extraterestre: - modifocări periodice, cu durate de timp diferite,

ce se petrec în afara suprafeţei terestre, dar care au determinat schimbări ale fluxului radiativ solar, receptat de atmosfera terestră.

Modificarea parametrilor orbitei terestre

Înclinarea planului ecuatorial al Pământului faţă de planul eclipticii (unghiul de înclinare a axei polilor) a variat între 22°2’ şi 24°28’ în perioade de 38.000 - 45.000 ani, în medie de 41.000 ani. În prezent acest unghi este de 23°27’ şi ne găsim într-o perioadă de descreştere a lui. Ultimul maxim al înclinării axei polilor (cu un unghi de 24°30’) s-a produs cam acum 9.000 ani, după care axa polilor s-a redresat treptat. Dacă axa Pământului ar fi perpendiculară pe planul eclipticii n-ar mai exista anotimpuri, regiunile tropicale şi ecuatoriale ar fi mai calde şi ar creşte amplitudinea termică între acestea şi regiunile polare, care ar rămâne mai reci. Invers, contrastele termice dintre iarnă şi vară vor fi mai mari.

Migrarea periheliului necesită pentru rotaţia sa în toate anotimpurile un timp cuprins între 10.000 şi 26.000 ani, în medie 21.000 ani. Această migrare deplasează lent poziţia solstiţiilor şi echinocţiilor pe elipsa parcursă de Terra şi modifică periodic momentul din an în care planeta este mai aproape (periheliu) sau mai departe (afeliu) de Soare.

S

S

-22 .000 B .P.

-11 .000 B .P.

actu a l

so lstiţiuiu n ie

so lstiţiudecem brie

ech in ocţiusep tem brie

ech in ocţium artie

a fe liu perih e liu

ech in ocţiusep tem brie

ech in ocţium artie

so lstiţiudecem brie

so lstiţiuiu n ie

a fe liu perih e liu

Precesia echinocţiilor sau a solstiţiilor. Situaţiile de acum 22.000 ani şi acum 11.000 ani (după M. Leroux, 1996).

Excentricitatea orbitei Pământului a oscilat între 0,0051 şi 0,0475 cu perioade cuprinse între 90.000 ani şi 120.000 ani, în medie 100.000 ani. În prezent această valoare este de 0,017, iar pentru următorii 24.000 ani tinde să se apropie de cerc, caz în care durata anotimpurilor terestre ar fi aproape egală. În schimb, o excentricitate mai mare a orbitei măreşte diferenţa între iarnă şi vară într-o emisferă şi o atenuează în cealaltă emisferă.

Variaţia radiaţiei solare

VĂ

MULŢUMESC

PENTRU

ATENŢIE!