Paleoklimatologija
Paleoklimatologija (grč. palaios - star, klima - nagib i logos - nauka) je nauka koja izučava promene klimata u prošlosti i uzroke koji su izazvali izmene, koristeći se pri tome podacima astronomije, istorijske geologije, paleogeografije, arheologije, kao i podacima iz letopisa.[1]
Najviše podataka o klimi prošlosti pruža nam poznavanje nekadašnjeg organskog života uporedo sa živim svetom današnjice. Posebno nam služi poznvanje biljnog sveta. Npr. palme nađene u oligocenskim slojevima naših krajeva, pa termiti iz sarmatskog lapora (gornji miocen) Radoboja, dokazom su tadašnje suptropske klime.
Drvolike paprati, goleme preslice i crvotočine karbonaskih naslaga, raširene delom kopna, stvaratelji ugljena, svedoče da je u karbonu bila na Zemlji podjednaka, vlažna, topla klima. Spomenute biljke imaju horizontalno korenje, što je i danas oznak higrofilnog bilja.
Životinje su manje siguran indikator za klimu; treba izlučiti sve one koje imaju mogućnost prilagođavanja, pa za paleoklimatologiju dolaze u obzir samo specijalnizovani tipovi. Tako su npr. specijalizovane polarne životinje. Kako je oledba za vreme ledenog doba zahvatala sve više na jug, tako se može pratiti povlačenje mamuta prema jugu.[2]
Uzroci klimatskih promena uredi
Od momenta kada je shvaćeno da se klima tokom Zemljine istorije menjala, naučnici su počeli da traže uzroke ovoj pojavi. Do sada je izneto preko sto hipoteza, od kojih su mnoge međusobno protivurečne. Sve hipoteze bi mogle da se svrstaju u dve grupe. Jedne promene klimata ovjašnjavaju vanterestričkim uzrocima (astronomske), a druge pojavama koje su se odigrale na Zemlji (geografske), mada ima i kombinovih hipoteza (astronomsko-geografskih). Većina hipoteza je empirijskog i poluempirijskog karaktera, odnosno zasnovana je na više ili manje realnim pretpostavkama. Za razliku od astronomskih, geografske hipoteze su daleko brojnije.
Astronomske hipoteze uredi
- Kosmička godina i kosmička godišnja doba
- Evolucija Sunca kao zvezde
- Promena ekscentriciteta Zemljine orbite
- Promene nagnutosti Zemljine ose
- Promene položaja perihela Zemlje na ekliptici
- Promene u ozonosferi pod uticajem Sučevih pega
Geografske hipoteze uredi
- Pomeranje kontinenata
- Raspored kopna i mora
- Orogeneze i izdizanje kopna
- Koncentracija ugljen-dioksida u atmosferi
Evolucija klime uredi
Klima Zemljine površine se u toku njene istorije menjala. Ove promene su bile uslovljene raznim terestričkim i astronomskim faktorima: evolucija hemijskog sastava atmosfere, pomeranje kontinenata, promena Sučevog zračenja itd. O karakteru klime ranijih perioda u istoriji Zemlje zaključuje se na osnovu fosilnih ostataka životinja i biljaka, sedimenata, oblika u reljefu i fizičko-hemijskih metoda. U zavisnosti od klime, kod savremenog biljnog i životinjskog sveta izražena je horizontalna i vertikalna zonalnost. Neke organske vrste su posebno osetljive na klimu i mogu opstati samo u određenim klimatskim uslovima. Takve klimatogene vrste predstavljaju karakteristične fosile za određene paleoklimate. Klimatogeni su takođe i mnogi sedimenti, kaonaprimer: koralski krečnjaci, laterit, boksit, ugalj, soli, tiliti, kontinentalni peščari itd. Na karakter klime mogu ukazati i neki oblici reljefa: lednički valovi, morenski bedemi, ostrvski bregovi, kupasti kras, krioturbacije i drugi. Kada se govori o rasprostranjenju klimatskih zona u prošlosti, treba imati u vidu pomeranje kontinenata. Kretanjem kontinenti su prelazili iz jedne klimatske zone u drugu i njihova tadašnja pozicija na Zemlji ne odnosi se na njihov savremeni položaj.[3]
Klima prekambrije uredi
Hemijski sastav atmosfere i hidrosfere kao i stanje i procesi u litosferi bili su sasvim drugačiji nego danas. Ovo ističe iz dugotrajnog perioda specifičnih tektonkih kretanja, jakim vulkanizmom, većom toplotom koja je dospevala iz unutrašnjosti Zemlje, moguće značajnije osunčavanje kao i činjenice da je do devona kopno bilo skoro beživotno. U toj, tako dalekoj prošlosti, nije postojala klimatska zonalnost. U neoproterozoiku globalna temperatura vazduha na Zemlji iznosila je 40°C, pa i više, količina kiseonika je bila mala, a nije postojao ni ozonski omotač. Na osnovu sastava metamorfnih stena sedimentnog porekla (kvarciti i argilošisti), može se zaključiti da je proces hemijskog raspadanja stena bio vrlo intenzivan, kao i da se taloženje sedimenata vršilo u toploj vodi.
Klima starijeg paleozoika uredi
Za vreme kambrije, na osnovu rasprostranjenja pojedinih vrsta sedimenata, može se zaključiti da su tada već bile izdiferencirane osnovne klimatske zone: tropska, suptropska, umerena i hladna. Za vreme ordovicijuma, s obzirom na to da su vodeni baseni bili nseljeni toploljubivom faunom beskičmenjaka, pretpostavlja se da su sva mora, bez obzira na njihovu geografsku širinu, bila srazmerno topla. U toku silura raspred klimatskih zona se nije mnogo izmenio, ali krajem ovog perioda klima u Evropi i Aziji postaje znatno suvlja. U devonu je bila jasno izražena klimatska zonalnost, ali sa znatno većom globalnom temperaturom od sadašnje. Na osnovu izotopskih merenja ljuštura brahiopoda rekonstruisana je temperatura vode od 33,8°C, a često i do 50°C.
Klima mlađeg paleozoika uredi
Za razliku od prethodnih perioda, paleoklima karbona se može rekonstruisati, ne samo na osnovu rasprostranjenja tvorevna marinskog porekla, već i na osnovu kopnene flore i faune. Bujne šume paprati, od kojih su postala najveća svetskaležišta kamenog uglja, nesumnjivo ukazuju napostojanje tople i vlažne klime, kakva danas vlada u ekvatorijalnom pojasu. Regionalna glacijacija kontinenata na južnoj hemisferi, koja je počela u karbonu, tokom perma dostiže vrlo veliko rasprostranjenje. U Evropi, severnoj Africi, istočnom delu Severne Amerike i znatnim delovima Azije za vreme perma je vladala izrazito suva i topla klima. Izvestan broj naučnika smatra da je istovremena pojava suve klime na severnoj i hladne na južnoj hemisferi bila glavni uzrok velike promene organoskog sveta, koja se dogodila krajem paleozoika i početkom mezozoika.
Klima mezozoika uredi
Mezozojska era odlikuje se dosta ujednačenom klimom, širokim ekvatorijalnim i suptropskim pojasom i slabo izraženim umerenim regionima. Suva klima, karakteristična za permsku periodu, u srednjoj Evropi i Severnoj Americi bila je zastupljena i za vreme donjeg trijasa. O tome svedoče debele naslage šarenih peščara, koji se po sastavu i boji malo razlikuju od permskih crvenih peščara.
Za vreme srednjeg trijasa veći deo srednje Evrope je bio pokriven morem. U tadašnjim morkim basenima su staložene više stotina metara debele naslage školjčanog krečnjaka (mušelkalka). Velikavodena prostranstva, taloženje krečnjaka i srazmerno retka leišta evaporita ukazuju na toplu i vlažnu klimu. Sedimenti gornjeg trijasa imaju karakteristike tople i suve klime, odnosno slični su sa sedimentima donjeg trijasa. U njima se sreću šareni i crveni peščari a česta su i ležišta soli. Za vreme donje i srednje jure klima u Evropi je bila toplija od sadašnje, ali nešto hladnija od klime prethodne periode. Odsustvo evaporita i široko rasprostranjenje ugljeva govori o toploj i vlažnoj klimi donje i srednje jure. U gornjoj juri klima je bila takođe topla, ali znatno suvlja. Dok ležišta uglja predstavljaju pravu retkost, evaporiti i peščari imaju vrlo veliko rasprostranjenje. Na prelazu između jure i krede raspored klimatski zona je ostao isti. Sudeći prema rasprostranjenju toploljubivih morskih organizama, limatski pojasevi su se u Evropi pružali od severozapada ka jugoistoku. U gornjoj kredi postojala je jedna izrazito hladna perioda koja se pokl pa sa zatvaranjem okeana Tetis, au vezi je sa snažnim vulkanizmom koji je proizveo ogromne količine vulkanog pepela. Krajem kredne periode u Evropi dolazi do izvesnog pogoršavanja klime, koje se ogledalo u opštem snižavanju temperature, a koje senastavlja i u narednom periodu i jačem diferenciranju klimatskih zona.
Klima tercijara uredi
Na klimatske promene tokom ovog i narednih perioda značajnu ulogu su imala tri uzorka. Usled ubiranja i navlačenja tokom stvaranja alpijsko-himalajskog orogena i ukupnog kretanja kontinenata došlo je do „skraćivanje“ prostora i prividnog pomeranja ekvatora ka jugu i povlačenja klimatskih pojaseva. Usled globalnog zahlađivanja tropska i suptropska zona se intenzivno sužavaju uz istovremeno formiranje hladne i umereno tople klimatske zone. Treća posledica je formiranje ledenih kalota. U oligocenu je formirana južna ledena kalota, dok je severna kasnije, od kraja pliocena.
Klima kvartara uredi
Kvartar se odlikovao naizmeničnim smenjivanjem toplih i hladnih klimatskih faza. Hladnije faze su nazvane glacijali jer je za vreme njih dolazilo do širenja ledničkog pokrivača iz polarnih i planinskih oblasti, a toplije faze, između pojednih glacijala, nazvane su inerglacijali. Idući od starijih ka mlađim glacijalima zahlađenje klime je postajalo sve izrazitije. Periglacijalne oblasti su u srednjoj Evropi tokom glacijala imale izrazito hladnu i suvu klimu, a tokom interglacijala toplu i umereno vlažnu (kao danas). Na prelazu između pleistocena i holocena došlo je do smenjivanja tri hladnije (stari, srednji i mlađi drias) i dve toplije klimatske faze (Beling i Alered). Holocen ili postpleistocen obuhvata razoblje od zadnjih 10.000 godina. Na osnovu klimatskih i vegetacionih promena, koje su se u tom periodu dogodile u srednjoj Evropi, holocen je podeljen na pet faza: preborealnu, borealnu, atlantsku, subborealnu i subatlantsku. Preborealna faza je trajala od 8.000 do 7.000 godina pre nove ere, a odlikovala se postepenim povećavanjem temperature i vlažnosti. Borealna faza je trajala od 7.000 do 6.000 godina pre nove ere. Dolazi do porasta temperature, ali se vlažnost smanjuje.
Atlantska faza je trajala između 6.000 i 2.500 godina pre nove ere, a karakterisala se izrazito toplom i umereno vlažnom klimom. Subborealna faza je trajala od 2500. do 800. godine stare ere. Za vreme ove faze klima je bila nešto hladnija i vlažnija od sadašnje. Subatlantska faza počela je 800. Godne stare ere i traje do danas. U ovom razdoblju došlo je do izvesnog otopljavanja i do neznatnog porasta vlažnosti. Između 1450. I 1850. Godine došlo je do slabijeg zahlađenja klime, što je imalo za posledicu pojavu tzv. „malog ledenog doba“. U tom periodu svi savremeni lednici na Zemlji znatno su se proširili van svojih savremenih granica. Prateći evoluciju klime tokom pleistocena, očigledno je da holocen ima karakter interglacijala ili tolijeg razdoblja između dva ledena doba. Koliko će to toplije razdoblje još trajati, zavisi od više faktora. Veliki značj se pridaje sagorevanju fosilnih goriva i obogaćivanju atmosfere ugljen-dioksidom. Ukoliko koncentrcija ugljen-dioksida i dalje bude rasla, klima će bivati sve toplija i vlažnija. U tom slučaju do zahlađenja bi došlo tek za 2.000 godina. Dalje, klima bi postajala sve hladnija, tako da bi kroz 23.000 godina Zemlja ponovo uronila u dubine novog ledenog doba.