Клімат - це безліч станів, які проходить система океан-суша-атмосфера за періоди часу в кілька десятиліть. При цьому важливо знати, як часто зустрічається в цій множині кожен із можливих станів, тоді можна знаходити середнє значення по всій множині для будь-якої кількісної характеристики цих станів.

Миттєвий стан системи океан-суша-атмосфера називають погодою. Вона характеризується деяким набором глобальних полів, тобто розподілів по земній кулі ряду характеристик морської води, атмосферного повітря, поверхні Землі та верхнього шару ґрунту. Для води та повітря потрібно брати температуру, тиск, концентрації термодинамічно активних домішок (для морської води – сіль, для повітря – пароподібна волога, рідка вода та лід у хмарах та туманах, вуглекислий газ, пил різної природи) та векторні швидкості руху. На поверхні Землі потрібно знати потоки тепла і ТАН (передусім — випаровування та опади), наявність снігового та льодового покриву (та їх товщину), для суші, крім того, характер рослинності, вологість грунту, стік вологи.

Періоди часу кілька десятиліть, зазначені у визначенні клімату, обрані те щоб визначені цим періодам характеристики клімату були найбільш стійкими, т. е. найменше змінювалися за переходу від одного такого періоду до іншого. Дійсно, фактичні дані (наприклад, про температуру повітря) показують, що при менших періодах посередництва (скажімо, за рік або за кілька років) середні значення виявляються більш мінливими (це — так звана міжрічна, а також більш коротко-періодна мінливість погоди) ). Більш інтенсивною виявляється і значно довгоперіодніша мінливість клімату, скажімо, з періодами в тисячі років.

Клімат формується під впливом низки чинників, які можна розбити втричі групи.

1. Зовнішні, чи астрономічні, чинники — світність Сонця, становище і рух планети і Сонячної системі, нахил її свернення до площині орбіти і швидкість обертання, визначальні на планету із боку інших тіл Сонячної системи,— її інсоляцію (опромінення сонячної радіацією) та гравітаційні впливи зовнішніх тіл, що створюють припливи та коливання характеристик орбітального руху та власного обертання планети (а тому й коливання у розподілі інсоляції на зовнішній межі атмосфери).

2. Геофізичні та географічні фактори — ряд особливостей планети, з яких для клімату Землі найбільш важливими є властивості нижньої межі атмосфери — поверхні, що підстилає, і насамперед ті властивості, які визначають її динамічну та теплову взаємодію з атмосферою та обмін з нею термодинамічно активними домішками. З цих властивостей, мабуть, на першому місці має бути названий географічний розподіл континентів та океанів.

3. Атмосферні фактори - маса і склад атмосфери (включаючи і основні її складові, і специфічні ТЛП).

Ми ще не знаємо, чи визначається клімат усіма цими факторами однозначно, чи при одних і тих самих фіксованих значеннях всіх кліматоутворюючих факторів можуть виходити різні клімати. Друге з цих припущень виникає у зв'язку з тим, що за останні 0,6—1 млн років будь-яких різких змін кліматоутворюючих факторів начебто не відбувалося, проте мали місце різкі коливання клімату — чергування льодовикових та міжльодовикових періодів тривалістю десятки тисяч років. Їх ми детально проаналізуємо нижче, тут же розглянемо зміни кліматоутворюючих факторів, що відбувалися протягом історії Землі, і еволюцію клімату, що породжувалась ними.

Здається найлегшим приписувати зміни клімату і навіть погоди змінам сонячної радіації. Дійсно, різниця в температурах повітря біля поверхні Землі між днем ​​і вночі, екваторами і полюсами, влітку і взимку створюється різницею в кількості сонячної радіації, що приходить: чим більша ця кількість, тим вища температура; так чи не можна допустити за аналогією, що в періоди з теплим кліматом сонячна радіація, що приходить на Землю, була підвищеною, а під час льодовикових періодів вона знижувалася (цю гіпотезу запропонував ірландський астроном Е. Енік). Однак така проста міркування може виявитися невірною, якщо невеликі підвищення сонячної радіації призводитимуть на Землі до збільшення випаровування, зростання хмарності, посилення зимових снігопадів, сніготанення через підвищену хмарність і, як наслідок, до зростання льодовиків і зниження температури (Г. Сімпсон) , Втім, більшість фахівців з еволюції зірок на противагу Е. Епіку вважає, що Сонце та інші зірки такого ж типу («жовті карлики» спектрального класу G-2) мають досить стабільне випромінювання, що мало змінюється протягом часу близько 10 млрд. років ( часу їх перебування на так званій головній послідовності зірок на діаграмі світність-колір). Зазначимо, що не спостерігається і короткоперіодних коливань сумарної світності Сонця — потік енергії, що йде від нього, на середній відстані Землі від Сонця становить 1,952 кал на 1 см2 за хвилину, мабуть, не зазнає скільки-небудь валютних змін у часі (і тому ця величина називається сонячної постійної).

З наведених причин надалі розглядатимуться лише фактори, не пов'язані з будь-якими змінами у світності Сонця. Звісно ж, що з найбільш повільні зміни клімату могли створюватися геохімічної еволюцією гідросфери і атмосфери, і навіть приливної еволюцією системи Земля-Луна.

Маса водяної пари має позитивний зворотний зв'язок з парниковим ефектом, оскільки насичувальна концентрата водяної пари зростає з підвищенням температури: «їм більше в атмосфері водяної пари, тим сильніший парниковий ефект, вища температура і тому більше допустимий, тобто насичуючий вміст водяної пари пара. Скільки-небудь відмінкових розрахунків змін протягом історії Землі мас водяної пари та вуглекислого газу В атмосфері поки немає, тому можливість відповідних змін клімату (насамперед температури повітря) ще не виключена. Однак палеонтологічні дані, які переконливо демонструють безперервність розвитку життя, свідчать про те, що ніяких кліматичних катастроф на Землі не відбувалося.

Перейдемо тепер до можливих кліматичних наслідків припливної еволюції системи Земля - ​​Місяць. Цю систему можна розглядати як складний дзиґа, що складається з двох тіл, що обертаються навколо своїх осей і навколо загального центру тяжіння (всі ці обертання мають однаковий напрямок: якщо дивитися з боку Полярної зірки, то проти годинникової стрілки). Щоб спростити опис цієї системи, нехтуємо впливом на неї з боку інших небесних тіл. Тоді сумарний момент кількості руху всіх зазначених обертань не змінюватиметься з часом. З високою точністю вважатимуться, що векторна сума моментів кількості руху власного обертання Землі та орбітального руху Місяця постійна.

Якби в тілі Землі не було ніякого тертя, то приливні горби, що утворюються на поверхні Землі через тяжіння Місяця, були б спрямовані точно по лінії, що з'єднує центри цих тіл. Але через тертя вони захоплюються обертанням Землі, набагато швидшим, ніж кутовий рух Місяця по орбіті, так що їх вісь утворює з лінією центрів Земля—Місяць деякий кут запізнення б (і в кожній точці Землі максимальний приплив настає пізніше моменту найбільшої висоти на небі). Близький до Місяця приливний горб притягується нею сильніше, ніж далекий, і це створює на Землі момент сил, що прагне повернути планету протилежно до її власного обертання. Обертання Землі має сповільнюватися, тому її власний момент кількості руху буде зменшуватися. Відповідно, момент кількості руху Місяця збільшаться. Але з третього закону Кеплера випливає, що момент кількості руху планети на орбіті пропорційний квадратного кореня із середнього радіусу орбіти (або кубічного кореня з періоду обігу планети). Отже, Місяць додаємо відходити від Землі (і його кутовий рух на орбіті сповільниться).

Розрахунки показали, що через припливне тертя обертання Землі сповільнюється так, що тривалість доби збільшується на 0,0017 с. Через цей крихітний приріст за тисячоліття набігає вже дуже помітна різниця. Так, середня за останні 2000 років тривалість доби була на 0,017 з меншою за сучасну, отже, набігла різниця в 3,5 години. Отже, якщо ми розрахуємо час будь-якого сонячного затемнення, яке відбувалося 2000 років тому, користуючись сьогоднішньою тривалістю доби, то помилимося проти справжнього часу затемнення на 3,5 години. За цей час Земля повертається на 52,5 за довготою — настільки великою буде наша помилка у визначенні місця спостереження цього затемнення. Цей розрахунок показує, що тільки свідчення стародавнього історика про спостереження сонячного затемнення в такому році в тому чи іншому пункті, скажімо в Стародавній Греції або в Вавилоні, може бути достатньо для досить точної оцінки припливного уповільнення обертання Землі. Отримані таким способом оцінки виявляються дуже близькими до наведеної вище цифри 0,0017 за століття.

Дж. Уеллс (1963) знайшов ще один спосіб емпіричної оцінки припливного уповільнення обертання Землі - за виявленими ним на розрізах деяких копалин коралів мікроскопічним річним у добових кільцях зростання, що дозволяє підраховувати число днів у році у відповідну геологічну епоху. Згідно з астрономічними теоріями стійкості планетних рухів довжину року можна вважати практично незмінною. Тому, наприклад, отримана коралами середнього девона, вік яких близько 380 млн. років, цифра 400 днів у році означає, що тривалість доби в ту епоху становила 21,7 години. Ці оцінки дуже непогано узгоджуються з наведеними вище.

Винятково велике значення для клімату має нахил екватора планети до площини її орбіти до Сонячної системи. На Землі в минулому нахил був менше сучасного, так що сезонні зміни погоди виявлялися слабшими, а різниця між екватором і полюсами більше (па полюси потрапляло менше сонячного тепла), широтна зональність виражена різкіше, загальна циркуляція атмосфери була зональнішою і інтенсивнішою. Ці умови були сприятливими для розвитку заледеніння в полярних районах, особливо за наявності в них континентів, і цим, мабуть, можна намагатися пояснювати сліди безлічі докембрійських заледенінь, що виявляються геологами.

Після геохімічної еволюції гідросфери та атмосфери та приливної еволюції Землі наступним за темпами змін фактором еволюції клімату є рух континентів та полюсів. Воно відбувається зі швидкостями порядку сантиметрів на рік, тому зміни глобальних масштабів, тобто зміщення на тисячі кілометрів, утворюються за сотні мільйонів років. Без знання розподілу континентів у ту чи іншу геологічну епоху неможливо правильно інтерпретувати показання палеоклшматичних індикаторів про палеоклімати конкретних регіонів.

Внаслідок того, що добові суми сонячного тепла, що приходить на верхню межу земної атмосфери, не залежать від довготи, клімат, незважаючи на відмінності, створювані континентами і океанами, має яскраво виражену широтну зональність. Раніше, коли маси океану та атмосфери були меншими, Земля оберталася швидше і нахил екватора до екліптики був меншим за сучасний, кожен із цих факторів робив широтну зональність клімату ще різкішою, ніж тепер. Ця зональність виглядає так. В екваторіальній зоні сильне нагрівання земної поверхні створює інтенсивну конвекцію з утворенням потужних купових хмар та зливами, так що ця зона виявляється вологою. Висхідні рухи компенсуються припливом повітря до екватора в нижніх шарах атмосфери (пасатні вітри) та їх відпливом у більш високих шарах. У субтропіках повітря, що відтікає, відхиляється обертанням Землі на схід, і осередки пасатної циркуляції вимушено замикаються низхідними рухами, так що субтропічні зони виявляються посушливими (аридними). Далі до полюсів тепло переноситься рухомими циклопами, що утворюються в західно-східних течіях ударених широт і супроводжуються рясними опадами, тому ці зони знову виявляються гумідними. Зазначеними властивостями шпротної зональності клімату скористався П. М. Страхов при своїх фанерозойських палеокліматичних реконструкціях, які виявили рух полюсів (за виконаними ще на фіксистській основі без урахування руху коптинептів).

За відсутності широтної зональності клімату був і сезонних коливань погоди. Тому свідчення про наявність у ту чи іншу геологічну епоху сезонних коливань погоди є доказом широтної зональності клімату цієї епохи. Такими свідченнями є насамперед породи з річними верствами, так звані варвіти, які виявлені практично у всіх геологічних періодах фансрозою.

Якісними індикаторами кліматичних зон можуть служити багато гірських порід. Так, в аридних зонах утворюються евапорити — доломіти, ангідрити, гіпси, калійна і кам'яна солі, що осідають з розчинів в умовах сильного випаровування, а також карбонатні червоноцвіти (продукти вивітрювання, збіднені кремнеземом та забарвлені оксидами заліза) та леси.

Найвидатнішими з кліматичних подій в історії Землі були, звичайно, льодовикові періоди, що характеризувалися появою континентальних льодовикових щитів (нині такі щити покривають Антарктиду та Гренландію). Як зазначалося, геологами виявлено численні тіліти як фаперозойского, і докембрійського віку. Найдавнішими з них є, мабуть, нижньопротерозойські.

У середньому протерозою, нижньому і середньому рифеї на всіх континентах зустрічаються численні слон несортованих конгломератів, іноді схожих на тиліти, але скільки-небудь ясної картини, як для нижнього протерозою, тут не складається. Зате у верхньому рифеї та у венді в різних частинах світу знайдено численні тіліти (рис. 59), що добре корелюють один з одним і групуються в основному за двома віками,— нижні близько 750—800 млн. років (верхньорифейське зледеніння) і верхні близько 650 -680 млн. років (вендське заледеніння).

До наступної льодовикової ери (карбопа і пермі) клімат прийшов, мабуть, в результаті поступового похолодання, помітного по кривій рис. 58 (протягом якого південний полюс переміщався із Західної Африки через Бразилію та Аргентину до Антарктиди, залишаючи на своєму шляху згадуваний вище ланцюжок силуродевопських тілітів).

Першим великим районом, у якому позначилося кайпозойское похолодання клімату, стала, звісно, ​​Антарктида. Нині льодовиковий покрив на ній, згідно з зведенням В. І. Бардіна та І. А. Суєтової (1967), має площу близько 14 млн. км2 та об'єм 24 млн. км3 (що становить близько 90% обсягу всіх льодовиків світу; обсяг Гренландського льодовикового) щита дорівнює 2,6 млн. км3; на арктичні та гірські льодовики залишається менше 1%); розтоплення всього антарктичного льоду підвищило б рівень Світового океану на 55 м. Близько 83% антарктичного льоду зосереджено в льодовиковому куполі Східної Антарктиди товщиною до 3,6 км, дно якого лежить в основному вище за рівень моря, а поверхня в середньому вище 2 км над рівнем моря . Відокремлений від нього Трансантарктичними горами льодовиковий щит Західної Антарктиди лежить в основному на дні океану і на ряді островів включає величезні плаваючі льодовики в морях Росса і Уедделла. Атмосферні опади над Антарктидою, загалом близько 150 мм на рік, за деякими оцінками нині трохи перевищують втрати льоду (головним зразок шляхом відриву айсбергів).

Геологічні розрізи на островах Кінг-Джорджа і Сімора і в Південній Австралії (що відокремилася від Антарктиди лише наприкінці еоцену), а також матеріали колонок донних опадів Південного океану свідчать, що льодовиковий щит Антарктиди утворився лише в міоцені — близько 20 млн. років тому. і з того часу існує до нашого часу (це підтверджують дані про падіння рівня Світового океану на багато десятків метрів).

Клімат, за визначенням, є поняття глобальне, і ті чи інші прояви кожної льодовикової епохи, природно, виявляються у всіх районах світу, але, звичайно, вони не скрізь і не завжди зводилися до зростання льодовиків. Усього льодом було покрито 14% поверхні Землі, удвічі більше, ніж тепер. Льодовикові щити сягали Європі 48°30", а в Північній Америці 37° широти.

Максимальний обсяг льодів суші в плейстоцені становив 56,1 млн. км, у тому числі 23,9-в Антарктиді (як сьогодні), 23,9-в Північній Америці, 7,6-в Європі і 0,7-в Урало- Сибірській області (60% цих льодів було зосереджено в північній і 40% - у південній півкулі, тоді як тепер ці цифри дорівнюють 8 і 92%).

https://www.сайт/2018-02-14/chlen_korrespondent_ran_o_klimate_zemli_v_proshlom_i_buduchem_globalnom_poholodanii

«Навіть Ілон Маск, боюся, змінити цього не здатний»

Член-кореспондент РАН про клімат Землі у минулому та майбутньому глобальному похолоданні

Як змінювався клімат на Землі в давні епохи і чи можливо за цими накопиченими вченими даними передбачити, що відбуватиметься з планетою у найближчі сто чи тисячу років? На ці питання у рамках циклу «Відкритий лекторій РАН» відповів співробітник лабораторії палеоекології Інституту екології рослин та тварин Уральського відділення РАН, член-кореспондент Микола Смирнов. Виявилося, що на Уралі бувало й спекотніше. Якихось 70 тис. років тому в районі нинішнього Єкатеринбургу можна було зустріти дикобразів, а на Печорі жили хохули. Прогноз на майбутнє теж непоганий — над затопленим Єкатеринбургом на крижинах плаватимуть білі ведмеді, а потім знову повернуться дикобрази. Треба тільки набратися трохи терпіння.

Наука це «по машинах, що проїжджають повз, судити про пристрій двигуна»

Наскільки взагалі минуле важливе для сьогодення та майбутнього? Із цього приводу існує величезна кількість різних висловлювань. Але питання — що нам треба практично знати з минулого, щоб зрозуміти сучасну ситуацію і передбачати майбутнє? Насправді відповідь аж ніяк не очевидна.

Реконструкції окремих етапів минулого, якими займаємося і ми, в міру накопичення досліджених матеріалів, дають можливість встановити закономірності та динаміку процесів. І тут ми маємо можливість розпізнавати не окремі періоди, а вичленяти закономірності зміни етапів, швидкість процесів і іноді причини.

Однак відомий палеонтолог Джордж Сімпсон ще в 40-і роки минулого століття в одній зі своїх робіт висловив цікаву думку: «Генетики, розглядаючи, як дрозофіли граються в пробірці, думають, що вони вивчають еволюцію. А палеонтолог схожий на людину, яка стоїть на перехресті жвавих вулиць, і вважає, що по машинах, що проїжджають повз, може судити про влаштування двигуна внутрішнього згоряння». Простіше кажучи, щоб розібратися, як влаштована жива природа, треба розуміти дуже багато умов, і найчастіше вчені переоцінюють свої можливості.

Давайте подивимося, може, справді Сімпсон мав рацію, і ми правда занадто багато хочемо від науки?

Що таке «кліматичний оптимум голоцену»

Спочатку трохи термінології. Плейстоцен - це епоха четвертинного періоду, яка почалася приблизно 2,5 млн. років тому і закінчилася 15 тис. років тому. Вирізняється пізній плейстоцен - це останній льодовиковий період, приблизно 120 - 15 тис. років тому. Далі йде голоцен - міжльодовиковий період. Він почався за плейстоценом і в ньому ми зараз живемо. Голоцен, своєю чергою, також підрозділяється. З періодів голоцену найчастіше згадується атлантик, 9-6 тис. років тому — найтепліший період голоцену, який ще називають кліматичним оптимумом.

Віце-президент РАН про синтетичний світ, в якому живе людина XXI століття

Найскладніше питання: як розібратися в динаміці процесів, що відбуваються? Тим більше, що вони мають різний масштаб, а різний масштаб, у свою чергу, має у своїй основі різні механізми. Отже, історична динаміка. Це зміни, інтервали яких обчислюються сотнями років. Географічна динаміка. Зміни обчислюються тисячами років. Характеризуються зсувами меж природних зон. Найбільший масштаб - геологічна динаміка, коли виникають нові природні зони та типи клімату, що викликають масові вимирання видів та поява нових. У цьому масштабі маємо справу зі зміною конфігурації материків та орбіти Землі.

Чи були ліси на Ямалі

Зараз із ізотопів льоду із проб, взятих на станції «Схід» в Антарктиці, ми знаємо про всі процеси за останні 360 тис. років. Вони показують, що середня температура там коливалася від плюс 4 до мінус 8 градусів за Цельсієм. І також ясно, що ця мінливість породжена процесами, пов'язаними із змінами становища орбіти нашої планети.

Ще одна замальовка. Зсув північного кордону лісу, зафіксований за даними, отриманими з півострова Ямал. В атлантиці кордон літа поширювався до 68,5 градусів північної широти. І це значно далі, ніж зараз. Досі на Ямалі знаходять копалину деревину. Потім вона різко зрушується на південь і залишається такою зараз.

Тепер про процеси, що відстежуються в межах сотень років. Дещо ми можемо відстежити абсолютно елементарно - за фотографіями. Зокрема, нашими спеціалістами одне й те саме місце на Приполярному Уралі знімалося з 1977 року. І якщо на знімках тих років, знята тундра, то на знімках останніх років там уже підріс пристойний лісок. Такі ж процеси ми фіксуємо на Південному Уралі хребтом Таганай, де відбувається серйозне зміщення верхньої межі лісу в горах.

Про що все це говорить нам? Я не заглиблюватимуся в кліматологію, це галузь знання, що окремо розвивається. Але деяких моментів торкнуся. Тим більше, що багато процесів зараз трактуються надто спрощено. Підвищилася температура Землі, відповідно, зрушив кордон лісу. У цьому часто ставиться крапка. Насправді сучасна кліматологія — це дуже розвинені математичні моделі, які враховують масу складових клімату Землі та вплив різних аспектів і чинників.

Чинники зміни клімату. Насамперед треба згадати про такий чинник, як зміна активності Сонця. Зміна параметрів орбіти Землі ще один фактор. Далі - зміна взаємного розташування та розмірів материків та океанів. Зміна прозорості та газового складу атмосфери. Вулканічна активність. Концентрація газів, у тому числі парникових, та зміна відбивної здатності поверхні Землі. Кількість тепла в глибині океану.

Зараз, до речі, дедалі очевиднішим стає те, що саме океан грає першорядну роль динаміці клімату. І основне тут – океанічні течії, з яких на слуху лише Гольфстрім. Тим часом Гольфстрім - це лише одна з гілочок Північноатлантичної течії, яка багато разів змінювала свої характеристики. При цьому саме Гольфстрім визначає клімат усієї Європи.

Про що можуть розповісти кістки тушканчика, лемінга чи гієни

Повернемося до палеонтології. Одним із найбільш зарекомендованих себе способів визначення змін клімату минулого є споро-пилковий метод. Пилок рослин осідає, потрапляє у відкладення, там чудово зберігається, і, виймаючи його, можна відновити характеристики древньої рослинності. Вона своєю чергою маркує природно-кліматичні умови конкретної території у конкретному періоді минулого.

Ще один напрямок – палеоентомологія. По найменших залишках хітину комах, що збереглися, фахівці визначають їх вигляд і, відповідно, також роблять висновок про те, які природно-кліматичні умови тут були в давнину. Таких фахівців на весь СРСР було чотири, зараз у країні лишилося двоє. Один із них працює в нашому інституті.

Нарешті, багато нам можуть сказати кістки тварин, які ми знаходимо в древніх шарах. Тим більше що останки ссавців - це один із наймасовіших видів знахідок, які нам вдається робити.

Про що нам можуть розповісти кістки тварин? Класичний приклад - кінець льодовикової ери, коли відбувається практично повне вимирання про «гігантів»: мамонтів, шерстистого носорога, північного оленя, гігантських лінивців, донського зайця. Треба розуміти, що є тваринні види, які морфологічно вельми спеціалізовані та їхня присутність є індикатором температури навколишнього середовища або інших природно-кліматичних умов.

Зрозуміло, що тушканчики у холодному кліматі жити не зможуть. Те саме дикобраз. Навпаки, песець не зможе жити у спекотному поясі. Один із видів лемінгів, наприклад, не може жити без зелених мохів. А зеленим мохам, своєю чергою, потрібна достатня вологість. Таким чином, ці лемінги є природним гідрометром. Те ж саме вихухоль - вона живе тільки в не промерзаючому водному середовищі. Зараз ареал її проживання Дон. А коли ми знаходимо останки цієї тварини у басейні Печори, то це вже привід для статті до серйозного академічного журналу РАН. Ще один приклад – гієна. Ця тварина - індикатор насичених біосистем, що мають достатню кількість їжі для них.

Наприклад, в плейстоцені гієни жили тут, на Уралі, на широті Єкатеринбурга і значно північніше. Зрозуміти це досить складно. Тим більше, що тоді в одному місці жила велика плейстоценова фауна, лемінги та мешканці сучасних степів. Аналоги такої мозаїки, змішаних тундрово-степових угруповань збереглися на північному сході нашої країни. Інша версія — це була своєрідна зона, яка зараз не має аналогів. Її називають зараз «мамонтовий степ».

Де і коли помер останній мамонт

Я це все до того, що, розбираючись із льодовиковим періодом, ми шукали аналоги, які дозволять зрозуміти ситуацію сьогодення та дати прогноз на майбутнє, а знайшли абсолютно безаналоговий приклад. Приклад того, як складно доводиться науці.

Ще один приклад того самого. Накопичені нами дані показують, що на острові Врангеля та Чукотці мамонти жили ще близько 3 тис. років тому. При тому що в Західній Європі вони вимерли близько 10 тис. років тому. А великорогий олень на Уралі дожив до шести тисяч років. Це чітко свідчить про те, що процес вимирання плейстоценової фауни йшов Землею не одночасно. Це треба також враховувати.

Перспективне напрям зараз - вивчення ДНК копалин тварин. У нашій країні лабораторій, які добре працюють у цьому напрямку, немає. За кордоном теж поки що небагато. Але дані, які вдається одержувати, дуже цікаві. Наприклад, дослідження тих самих лемінгів показали, що 25 тис. років тому була маса гаплотипів цієї тварини. Потім кількість гаплотипів скорочувалася і до цього періоду їх залишилося зовсім нічого.

Особливе наше здивування колись викликала знахідка кісток копалини дикобраза на Північному Уралі з віком кілька десятків тисяч років. Така знахідка здатна вибити з сідла будь-якого дослідника. Почали розбиратися, і прийшло розуміння, що ми маємо справу з ще одним періодом міжльодовиків. Крім дикобраза на Уралі у цей період жив такий вигляд, як червоні вовки. Зараз він внесений до «Червоної книги», а зустріти його в живій природі можна лише в Гімалаях та Індії.

Де ми знаходимо цим кістки? Насамперед, у печерних відкладах. На Південному Уралі ми копали відому Ігнатьєвську печеру, де знайшли малюнки стародавньої людини. У Свердловській області – грот Бобильок. Багато з того, що ми знаходимо, аналогів немає.

Цікаві результати дає ізотопний аналіз кістки. Наприклад, ми проводили такий аналіз для зубів викопного бізона з гроту Бобильця. За ізотопами кисню в емалі зубів ми змогли визначити різницю між літніми та зимовими температурами протягом двох років життя тварини віком 20 тис. років. Також можна працювати з ізотопом вуглецю. У результаті ми отримуємо картину зміни вологості та температури у давнину.

«Колись тутешніми мешканцями будуть пінгвіни»

Отже, дані про минуле — допоможуть вони нам із розумінням сьогодення та майбутнього чи, навпаки, зашкодять? Пропоную вам ненауковий екскурс у майбутнє. Тим більше, що через 100 років мене точно не буде, і до відповідальності мене вже ніхто не притягне (сміється).

Нам достеменно відомо, що Єкатеринбург зараз перебуває у типовому міжльодовику. Цілком очевидно, що за цим буде черговий льодовиковий період. Такою є циклічність розвитку. Питання залишається, коли це станеться. Голоцен вже зараз триває 10 тис. років. Ми перетискуємо глобальне потепління зараз, але від цього лише один крок до глобального похолодання. Це незважаючи на антропогенний вплив. Я зовсім не здивуюся, якщо колись тамтешніми мешканцями будуть пінгвіни. Вони і зараз у Південній півкулі поширені до Екватора практично. Їм до нас залишилося дійти трохи.

Щоправда, поки що йдеться все-таки про потепління. І найважче, що може статися, це танення полярних льодів та підвищення рівня світового океану. Сподіваюся, принаймні, що у нашому віці ми не побачимо білих ведмедів, що плавають на крижинах над залитою океаном площею 1905 року.

Яким буде літо, чого не може навіть Ілон Маск і що змусить людей покинути Урал

Питання із зали:Чи ваші колеги можуть дати точний прогноз погоди — буде наступний рік посушливим чи дощовим?

Смирнов:Зараз без жодного гумору. Керівник нашої дендрохронологічної лабораторії Степан Григорович Шиятов займається проблематикою погоди. Він професіонал найвищого класу, і для деяких територій, де добре зчитуються результати на кільцях дерев, має досвід точних передбачень. Наприклад, для Оренбурзької області Шиятов неодноразово давав висновки владі про те, що сіяти зерно марно, оскільки буде сильна посуха. Збіги в прогнозах завжди були дуже хороші. Його прогнозів на майбутній рік я, правда, не знаю.

Питання із зали:Ви сказали про неминучий перехід від глобального потепління до глобального похолодання, які це механізми регулюють?

Смирнов:Протягом 360 тис. років потепління завжди змінювалися похолоданнями та навпаки. Антропогенний вплив не здатний цього змінити, навіть Ілон Маск, боюся, змінити цього не здатний.

Питання із зали:Ми температурні показники кліматичного оптимуму, атлантика, переступили, клімат у нас спекотніший зараз чи холодніший?

Смирнов:Тонкий питання. Клімат - це якась узагальнююча характеристика за проміжок часу. І говоримо ми насамперед про клімат регіонів. Найчутливіша смуга до зміни кліматичних режимів – високі широти, Арктика. Там вуглеводні, і зараз ця смуга перетворюється на сферу геополітичних інтересів країн. Де починається політика, наукою не пахне. Так, фіксується танення льодів. Але північний кордон лісу й досі особливо нікуди не зрушив. Важлива штука, як поводиться газовий склад атмосфери у відповідь на ці температурні коливання. Було навіть кілька скандалів щодо публікацій на цю тематику. Авторам уже доводилося виправдовуватися, що жодних політичних замовлень вони не виконували.

Але якщо відповісти дуже просто, новий атлантик ми за біологічними ефектами, звичайно ж, не переживаємо. Нам до атлантика дуже далеко. Дуби у Свердловській області у нас ростуть лише у трьох дібровах, а тоді у південній частині регіону вони були повсюдно. У Ботанічному саду, звичайно, у нас і волоський горіх росте, але це вже інша річ. І ще один момент. Атлантик, щоб ви розуміли, не найтепліший період всіх траплялися міжльодовиковий. До нього, в Микулінському міжльодовиків (110-70 тис. років тому - прим.

Питання із зали:За яких умов можлива різка глобальна зміна клімату, може цикл збитися?

Смирнов:Є кілька моделей, які суперечать один одному. Усе це поки що перебуває у стадії живого дослідження та полеміки кількох груп учених. На циклічну теорію було вже скоєно багато замахів і були пропозиції її поховати. Але від такого чинника, як нахил землі, нікуди не дінешся, прецесія (коли імпульс тіла змінює свій напрямок у просторі — прим. Фундаментальні закономірності планетарного характеру навряд чи будуть зруйновані. Втім, є ідея про те, що після голоцену може змінитись існуюча досі тенденція, коли періоди міжльодовиків ставали все коротшими і холоднішими, а льодовикові етапи були все суворішими.

Питання із зали:Коли з'явилася стародавня людина на Середньому Уралі і коли для цього сформувався відповідний клімат?

Смирнов:Коли я тільки-но закінчив університет, мені пощастило знайти стоянки палеоліту, тобто стоянки епохи мамонта віком близько 14 тис. років у кількох печерах в районі Багаряка та Сухого Логу. У журналі "Природа" з цього приводу мною спільно з відомим уральським археологом Валерієм Трохимовичем Петріним була опублікована стаття під заголовком "Де шукати стоянки епохи палеоліту на Уралі?" Цей знак питання залишається досі. Наприклад, на Алтаї в печерах знаходять десятки та сотні кам'яних знарядь в одному шурфі. В уральських печерах буде пара кам'яних знарядь на десять розкопаних печер. Очевидно, що наші печери були для тогочасних людей некомфортними. Там ніхто не жив, вони їх використовували як культові. Та сама Ігнатівська печера на Південному Уралі або Капова печера. Залишків печерних ведмедів багато, а людських слідів, навпаки, мало.

У світі дедалі більше людство хвилює питання глобального зміни клімату Землі. В останній чверті ХХ століття стали спостерігати різке потепління. Значно зменшилася кількість зим з дуже низькою температурою, середня температура приземного шару повітря збільшилася на 0,7 °С. Клімат змінювався упродовж мільйонів років природним шляхом. Нині ці процеси відбуваються значно швидше. Варто врахувати, що глобальні зміни клімату можуть спричинити небезпечні наслідки для всього людства. Про те, які фактори провокують зміни клімату та якими можуть бути наслідки, поговоримо далі.

Клімат Землі

Клімат Землі був постійним. Він змінювався багато років. Зміна динамічних процесів Землі, вплив зовнішніх впливів, сонячного випромінювання планету призвело до змін клімату.

Нам відомо ще зі шкільної лави, що клімат на планеті ділиться на кілька типів. А саме - існує чотири кліматичні пояси:

• Екваторіальний.
• Тропічний.
• Помірна.
• Полярний.

Для кожного типу характерні певні параметри значень:

• Температура.
• Кількість опадів зимових та літніх.

Також відомо, що клімат суттєво впливає на життєдіяльність рослин та тварин, а також на ґрунт, водний режим. Саме від того, який клімат переважає у цьому регіоні, залежить, які культури можна буде вирощувати на полях та у підсобних господарствах. Нерозривно пов'язане і розселення людей, розвиток сільського господарства, здоров'я та життя населення, а також розвиток промисловості та енергетики.

Будь-які зміни клімату значно впливають на наше життя. Розглянемо, як може змінюватись клімат.

Прояви мінливого клімату

Глобальна зміна клімату проявляється у відхиленнях погодних показників від багаторічних значень за велику добу. Сюди входить не лише зміна температур, а й частота погодних явищ, які виходять за нормальні рамки, а вважаються екстремальними.

Існують процеси на Землі, які безпосередньо провокують різні зміни кліматичних умов, а також вказують на те, що мають місце глобальні зміни клімату.

Варто зазначити, що зміна клімату на планеті зараз відбувається дуже швидко. Так, планетарна температура підвищилася на півградуса лише за півстоліття.

Які фактори впливають на клімат

Спираючись на перелічені вище процеси, які вказують на зміни клімату, можна виділити і кілька факторів, що впливають на ці процеси:

• Зміна орбіти та зміна нахилу Землі.
• Зменшення чи збільшення кількості тепла у глибинах океану.
• Зміна інтенсивності сонячного проміння.
• Зміна рельєфу та розташування материків та океанів, а також зміна їх розмірів.
• Зміна складу атмосфери, значне підвищення кількості парникових газів.
• Зміна альбедо земної поверхні.

На клімат планети всі ці фактори впливають. Зміни клімату відбуваються ще з низки причин, які можуть мати природний і антропогенний характер.

Причини, які провокують зміну кліматичних умов

Розглянемо які причини зміни клімату розглядають вчені всього світу.

1. Випромінювання, що йде від Сонця.Вчені вважають, що активність найгарячішої зірки, що змінюється, може бути однією з головних причин зміни клімату. Сонце розвивається і від молодого холодного воно повільно перетворюється на стадію старіючого. Сонячна активність була однією з причин настання льодовикового періоду та періодів потепління.
2. Парникові гази.Саме вони провокують підвищення температури в нижніх шарах атмосфери. Основні парникові гази – це:

3. Зміна орбіти Земліпризводить до зміни, перерозподілу сонячного випромінювання на поверхні. На нашу планету впливає тяжіння місяця та інших планет.

4. Вплив вулканів.Воно полягає в наступному:

• Вплив на довкілля вулканічних продуктів.
• Вплив газів, попелу на атмосферу як наслідок на клімат.
• Вплив попелу та газів на сніг, лід на вершинах, що призводить до сіл, лавин, повеней.

Пасивно дегазирующие вулкани надають глобальне впливом геть атмосферу, як і і активне виверження. Може викликати глобальне зниження температур, як наслідок - неврожай чи посуху.

Діяльність людини – одна з причин глобальних змін клімату

Вчені давно виявили головну причину потепління клімату. Це збільшення парникових газів, які викидаються та накопичуються в атмосфері. Як наслідок, зниження здатності наземних та океанічних екосистем поглинати вуглекислий газ зі зростанням його в атмосфері.

Діяльність людини, що впливає на глобальні зміни клімату:

Вчені, виходячи зі своїх досліджень, зробили висновок, що при впливі на клімат природних причин температура на землі була б нижчою. Саме людський вплив сприяє підвищенню температури, що призводить до глобальних змін клімату.

Розглянувши причини зміни клімату, ми перейдемо до наслідків таких процесів.

Чи є позитивні сторони глобального потепління.

Шукаємо плюси в кліматі, що змінився.

Враховуючи, наскільки прогрес просунувся вперед, збільшення температурних показників можна використовуватиме збільшення врожайності культурних рослин. У цьому створюючи їм сприятливі умови. Але це буде можливо лише у поясах із помірним кліматом.

До достоїнств парникового ефекту можна віднести збільшення продуктивності природних лісових біогеоценозів.

Глобальні наслідки зміни клімату

Якими будуть наслідки у світовому масштабі? Вчені вважають що:

Зміна клімату Землі вплине і на здоров'я людини. Може підвищитися кількість серцево-судинних та інших захворювань.

• Зниження виробництва продуктів може призвести до голоду, особливо малозабезпечених верств населення.
• Проблема глобальної зміни клімату, звичайно ж, торкнеться і політичного питання. Можливе посилення конфліктів право володіння джерелами прісної води.

Нині ми можемо спостерігати деякі наслідки зміни клімату. Як далі змінюватиметься клімат на нашій планеті?

Прогнози розвитку глобальних змін клімату

Фахівці вважають, що може бути кілька сценаріїв розвитку глобальних змін.

1. Глобальні зміни, а саме підвищення температури, не будуть різкими. На Землі є рухлива атмосфера, теплова енергія з допомогою руху повітряних мас розподіляється по планеті. Світовий океан нагромаджує більше тепла, ніж атмосфера. На такій великій планеті з її складною системою зміни не можуть відбуватися дуже швидко. Для суттєвих змін знадобляться тисячоліття.
2. Швидке глобальне потепління Такий сценарій розглядається набагато частіше. Температура збільшилася протягом останнього століття півградуса, кількість вуглекислого газу зросла на 20%, а метану -на 100%. Продовжиться танення Арктичних та Антарктичних льодів. Суттєво вищим стане рівень вод в океанах та морях. Зросте кількість катаклізмів планети. Кількість опадів на Землі розподілятиметься нерівномірно, що збільшить площі, що страждають від посухи.
3. У деяких частинах Землі потепління зміниться на короткочасне похолодання. Такий сценарій вчені прорахували, спираючись на те, що тепла течія Гольфстрім стала на 30% повільнішою і може повністю зупинитися, якщо температура підніметься на кілька градусів. Це може позначитися сильним похолоданням у Північній Європі, а також у Нідерландах, Бельгії, Скандинавії та північних районах європейської частини Росії. Але це можливе лише на короткий проміжок часу, а потім потепління повернеться до Європи. І все розвиватиметься за 2 сценаріями.
4. На зміну глобальному потеплінню прийде глобальне похолодання. Таке можливе при зупинці не тільки Гольфстріму, а й інших океанічних течій. Це загрожує настанням нового льодовикового періоду.
5. Найстрашніший сценарій - це парникова катастрофа. Збільшення в атмосфері вуглекислого газу сприятиме збільшенню температури. Це призведе до того, що вуглекислий газ зі Світового океану почне переходити в атмосферу. Розкладатимуться карбонатні осадові породи з ще більшим виділенням вуглекислого газу, що спричинить ще більше підвищення температури та розкладання карбонатних порід у глибших шарах. Льодовики швидко тануть, при цьому знижуючи альбедо Землі. Підвищиться кількість метану, і температура зростатиме, що призведе до катастрофи. Підвищення температури землі на 50 градусів призведе до загибелі людської цивілізації, але в 150 градусів - викличе загибель всіх живих організмів.

Глобальна зміна клімату Землі, як ми бачимо, може бути небезпекою для всього людства. Тому необхідно приділяти велику увагу цьому питанню. Необхідно вивчати, як ми можемо зменшити вплив людини на ці глобальні процеси.

Зміна клімату у Росії

Глобальна зміна клімату в Росії не зможе не торкнутися всіх регіонів країни. Воно позначиться як позитивно, і негативно. Зона проживання пересувається ближче на північ. Витрати на опалення значно знизяться і спроститься транспортування вантажів уздовж арктичного узбережжя на великих річках. У північних районах танення снігу в районах, де була багаторічна мерзлота, може призвести до серйозного пошкодження комунікацій та будівель. Розпочнеться міграція населення. Вже останніми роками значно підвищилася кількість таких явищ, як посуха, штормовий вітер, спека, повені, сильний холод. Сказати конкретно, як вплине потепління на різні галузі немає можливості. Суть зміни клімату має вивчати всебічно. Важливо знизити вплив діяльності на нашу планету. Про це далі.

Як уникнути катастрофи?

Як ми бачили раніше, наслідки зміни світового клімату можуть бути катастрофічними. Людство вже зараз має розуміти, що ми в силах зупинити катастрофу, що наближається. Що потрібно зробити для порятунку нашої планети:

Не можна припустити, щоб глобальна зміна клімату вийшла з-під контролю.

Велика світова спільнота на конференції ООН, присвяченій зміні клімату, прийняла Рамкову конвенцію ООН (1992) та Кіотський протокол (1999). Як шкода, що свій добробут деякі країни ставлять вище за вирішення питань глобальної зміни клімату.

На міжнародне наукове співтовариство лягає величезна відповідальність щодо визначення тенденцій зміни клімату у майбутньому та вироблення основних напрямів наслідків цієї зміни врятує людство від катастрофічних наслідків. А вжиття дорогих заходів без наукового обґрунтування призведе до величезних економічних втрат. Проблеми зміни клімату стосуються всього людства, і вирішуватися вони мають спільно.

Міністерство освіти та науки Російської Федерації

Федеральна державна бюджетна освітня установа

вищої професійної освіти

«ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УПРАВЛІННЯ»

Інститут управління фінансами та податкового адміністрування

Кафедра управління інноваціями у реальному секторі економіки

З дисципліни «ЕНОІТ»

На тему: Клімат Землі у минулому, теперішньому, майбутньому. Його впливом геть розвиток цивілізації

Роботу виконала:

Розгуляєва Аріна Миколаївна

Менеджмент 1-1, 1 курс

Москва, 2014

ВСТУП

КЛІМАТ ДОКЕМБРІЯ

Клімат палеозою

КЛІМАТ МЕЗОЗУ

КЛІМАТИЧНИЙ ОПТИМУМ

КЛІМАТ Середньовіччя

МАЛИЙ ЛЬОДНИКОВИЙ ПЕРІОД

КЛІМАТ найближчого майбутнього

ВПЛИВ КЛІМАТУ НА РОЗВИТОК ЦИВІЛІЗАЦІЇ

ВИСНОВОК

Список першоджерел

ВСТУП

Актуальність

В останнє десятиліття проблема вивчення давніх кліматів набула особливого значення у зв'язку з можливістю їхнього використання для уточнення прогнозування клімату найближчого та віддаленого майбутнього. Особлива важливість проблеми майбутнього клімату планети залежить від того, що господарська діяльність людини цілком залежить від кліматичних умов. Але останніми роками внаслідок господарської діяльності людей можливі великі зміни клімату. Ненавмисне глобальне забруднення довкілля продуктами спалювання палива, що відбувається у регіональному та глобальному масштабі, меліоративні та іригаційні роботи, будівництво гідроелектростанцій та водосховищ, знищення лісів на величезних площах тощо. можуть викликати кліматичні зміни, за своїм характером та розмірами подібні до глобальних природних змін клімату, що відбувалися в геологічному минулому.

Мета роботи

Показати:

.Зміни клімату Землі протягом її розвитку

.Взаємозв'язок клімату минулого, сьогодення та майбутнього

.Вплив клімату в розвитку цивілізації

1. Клімат докембрія

Коли виник клімат на Землі? Термін "клімат" був запроваджений давньогрецьким астрономом Гіппрахом із Нікеї у 2 столітті до нашої ери. За сучасними уявленнями клімат виник після того, як надра Землі стали розігріватися, і в них почали утворюватися глибинні «річки», що несуть тепло. Саме тоді крізь розплавлені ділянки земної кори її поверхню стали надходити різні сполуки газу. Так утворювалася перша атмосфера. Вона складалася із суміші вуглекислого газу, аміаку, азоту, водяної пари, водню, сполук сірки та пари сильних кислот. Абсолютне переважання в ній вуглекислого газу та великий вміст водяної пари сприяли тому, що така атмосфера легко пропускала сонячне світло. В результаті це призвело до сильного підвищення температур, які могли досягати порядку 500°C. Наприклад, аналогічні температури притаманні поверхні Венери.

Надалі в результаті поступового зменшення кількості вуглекислого газу, аміаку та водяної пари в атмосфері та появою інших газів так званий парниковий ефект почав спадати. Температури Землі стали знижуватися. Це, своєю чергою, сприяло конденсації парів води. Виникла гідросфера. З її утворенням розпочався новий етап розвитку органічних речовин. Вода - те перше середовище, в якому народилося і розвивалося життя.

Перші мікроскопічні організми з'явилися понад 3,8 млрд років тому. Цей час був досить незатишним для живих істот. Щільна атмосфера без кисню, що постійно розколюється сильними землетрусами поверхню планети, величезні потоки глибинної розплавленої речовини і гази, що постійно виділяються з надр. У воді був умов, у розвиток організмів на той час. Вода завжди була в киплячому стані. У такому середовищі могли існувати небагато мікроскопічних організмів.

Згодом внутрішня активність планети затихала. Все менше і менше з глибин виділялося аміаку та вуглекислого газу, те, що потрапляло в атмосферу, використовувалося на процеси окислення та використовувалося мікроскопічними організмами на утворення крем'янистих та карбонатних гірських порід. Можливо, у зв'язку з цим почалося зниження температури Землі. За геологічними масштабами воно сталося дуже стрімко, і вже 2,5-2,6 млрд. років тому настільки сильно похолодало, що на земній поверхні почалося перше заледеніння.

Вивчаючи виникли у період напластування гірських порід, геологи неодноразово помічали присутність у яких утворень, схожих сучасні морени. Це були добре відполіровані валуни та скупчення гальок дуже твердих порід з численними штрихуваннями та шрамами, які могли бути залишені лише гострими краями гірських порід, впаяних у лід. Все це свідчило про льодовикову природу рельєфу і гірських порід, але в той же час суперечило існуючій думці про панування в той далекий час високих температур і дуже теплого клімату. Ретельне вивчення слідів заледеніння в докембрійську епоху призвело до того, що було знайдено незаперечні докази існування в давнину великих льодовикових покривних заледенінь.

У докембрії з розвитку стародавніх моренних відкладень та пов'язаних з ними утвореннями виділяється існування наступних епох зледеніння. Найбільш древнє заледеніння відбулося 2500-2600 млн. років тому, і зветься Гуронського. Морени цих років відомі в Європі, Південній Азії, Північній Америці та Західній Австралії.

Сліди заледеніння з віком близько 950 млн. років виявлено у Гренландії, Норвегії та на острові Шпіцберген. Близько 750 млн років тому в Австралії, Китаї, на его-заході Африки та в Скандинавії відбулося Стуртіанське заледеніння. Найбільше виражене Варангіанське заледеніння, яке відбулося 660-680 млн. років тому. Дані льодовикові породи знайдені у Північній Америці, Гренландії, на Шпіцбергені, британських островах, у Скандинавії, Франції, Китаї, Австралії, Африці, Південній Америці та на Північному сході Росії.

Низькі температури трималися досить тривалий період. Потім температури на земній поверхні підвищилися, льоди розтанули, рівень Світового океану підвищився, і знову настав сприятливий час для розквіту мікроскопічних організмів та синьо-зелених водоростей.

2. Клімат палеозою

Палеозою почався колосальним розливом морів, що послідував за появою великих частин суші в пізньому протерозої. Більшість геологів вважають, що в ті часи існував єдиний величезний континентальний блок, званий Пангея (у перекладі з грецької - «вся земля»), який був з усіх боків оточений світовим океаном. Пізніше цей єдиний континент розпався на частини.

Кембрійський період (570-490 млн років тому)

Про клімат Кембрійського періоду є дуже мізерні та уривчасті відомості. Після розвитку покривного заледеніння на багатьох континентах (Південна Америка, Африка, Австралія, Північна Європа) на початку кембрію настало значне потепління. Практично всіх континентах створювалися тропічні умови. Свідченням цього є багатого теплолюбного комплексу морської фауни. Тропічні узбережжя материків обрамляли гігантські рифи із строматолітів, що багато в чому нагадували коралові рифи сучасних тропічних вод. Передбачається, що для морів Сибіру в ранньому кембрії температура води не опускалася нижче за 25°С.

Ордовицький період (490-440 млн років тому)

Протягом ордовицького періоду клімат зазнав суттєвих змін. Протягом періоду масиви суші зміщувалися дедалі далі на південь. Старі льодовикові покрови кембрію розтанули, і рівень моря підвищився. Більшість суші була зосереджена в теплих широтах. Аналіз кліматичних умов цього періоду дозволяє вважати, що в середньому та пізньому ордовику настало значне похолодання, що охопило багато материків.

Силурійський період (440-400 млн років тому)

На початку силурійського періоду на континентах продовжували панувати порівняно прохолодні умови. Для цього часу відомі невеликі потужності льодовикової освіти в Болівії, на півночі Аргентини та на сході Бразилії. Не виключено, що льодовики могли покривати і деякі райони Сахари. Гондвана насунулася на Південний полюс. Масиви суші, що утворюють Північну Америку та Гренландію, наближалися. Зрештою, вони зіткнулися, утворивши гігантський надматерик Лавразію. Це був період бурхливої ​​вулканічної активності та інтенсивного гороутворення. Похолодання на початку раннього силуру порівняно швидко змінилося потеплінням, яке супроводжувалося поступовою міграцією до полюсів субтропічного клімату. Якщо на північному сході Бразилії на початку раннього силуру зустрічаються товщі морен, пізніше серед цих відкладень починають переважати продукти вивітрювання, характерні для теплого клімату. Потепління призвело до виникнення у високих та середніх широтах клімату, близького до субтропічного.

Девонський період (400-350 млн. років)

Вчені вважають, що оскільки у девонський період на материках були широко представлені теплолюбні види організмів та осадових утворень, то коливання температурного режиму навряд чи виходили за межі тропічного клімату. Девонський період був часом найбільших катаклізмів на планеті. Європа, Північна Америка та Гренландія зіткнулися між собою, утворивши величезний північний надматерик Лавразії. При цьому з океанського дна виштовхнули догори величезні масиви осадових порід, що сформували величезні гірські системи на сході Північної Америки і на заході Європи. Ерозія гірських хребтів, що піднімаються, призвела до утворення великої кількості гальки і піску. З них сформувалися великі відкладення червоного пісковика. Річки виносили у моря гори опадів. Утворилися великі болотисті дельти, що створювало ідеальні умови для тварин, які наважилися зробити перші, настільки важливі кроки з води на сушу. До кінця періоду рівень моря знизився. Клімат згодом потеплішав і став різкішим, з чергуванням періодів дощів і жорсткої посухи. Великі райони материків стали безводними.

Кам'яновугільний період (350-285 млн. років)

У ранньому карбоні планети панував вологий тропічний клімат. Про це свідчить широке поширення карбонатних відкладень, теплолюбний тип морської фауни. Вологі тропічні умови характерні для значної частини континентів як північної, і південної півкулі. У середньому та особливо пізньому карбоні чітко проявляється кліматична зональність. Однією з характерних рис цього часу є значне похолодання і поява в південній півкулі великих льодовикових покривів, що призвело до різкого скорочення субтропічного і тропічного поясів і загального зниження температури. Навіть у екваторіальному поясі середні температури у пізньому карбоні знизилися на 3-5°C. Також разом із похолоданням у низці областей з'явилися ознаки висушення клімату.

Пермський період (285-230 млн. років)

Клімат пермського періоду характеризувався різко вираженою зональністю та зростаючою посушливістю. Загалом можна сказати, що він був близьким до сучасного. Для ранньої пермі, за винятком західної півкулі, виділяються тропічний, субтропічний та помірний пояси з різним режимом зволоження. На початку періоду тривало заледеніння, що почалося в карбоні. Воно було розвинене на південних континентах. Поступово клімат стає дуже сухим. Перм характеризується найширшими пустелями історія планети: піски покривали навіть територію Сибіру.

3. Клімат мезозою

Тріасовий період (230-190 млн. років)

У тріасовий період Землі панував рівнинний рельєф, який визначив стала вельми поширеною однотипних кліматів на великих площах. Клімат пізнього тріасу характеризувався високими температурами і різким зростанням ступеня випаровуваності. Для епохи раннього та середнього тріасу важко провести термічну зональність, оскільки практично повсюдно поширені показники високих температур. Щодо прохолодні умови існували на крайньому північному сході Євразії та північному заході Північноамериканського континенту. Ландшафти суші залишалися спустошеними, а рослинність зростала тільки на обводнених низовинах. Дрібні моря та озера інтенсивно випаровувалися, через що вода в них стала дуже солоною.

Юрський період (190-135 млн. років)

Протягом ранньої та середньої юри існувала не лише термічна зональність, а й зональність, спричинена різницею у вологості. У середньоюрську епоху існували тропічний, субтропічний та помірний пояси з різним режимом зволоження. У межах тропічного та екваторіального поясів відбувалося інтенсивне хімічне вивітрювання, зростала теплолюбна рослинність, а в мілководних морях мешкала тропічна фауна. У пізньоюрську епоху за характером температурного режиму виділяються тропічні, субтропічні та помірні пояси. Температура для пізньоюрської доби коливалася в межах 19-31,5°C. Для пізньоюрської доби відсутні достовірні індикатори, що дозволяють виділити екваторіальний пояс. Ймовірно, екваторіальні умови із сезонним зволоженням існували переважно у Бразилії та Перу. На Африканському континенті та в Південній Євразії в екваторіальній частині, ймовірно, переважали пустельні ландшафти.

Крейдяний період (135-65 млн. років)

Протягом крейдяної доби Землі існували екваторіальний, великий тропічний, субтропічний і помірний пояса.70 мільйонів років тому Земля охолоджувалася. На полюсах сформувалися крижані шапки. Зими ставали суворішими. Температура падала подекуди нижче +4 градусів. Для динозаврів крейдяного періоду цей перепад був різким і дуже відчутним. Такі коливання температури були викликані розколом Пангеї, а потім Гондвани та Лавразії. Рівень моря піднявся та опустився. Струменеві течії в атмосфері змінилися, внаслідок чого змінилися і течії в океані. Наприкінці крейдяного періоду температура почала різко підніматися. Існує гіпотеза, згідно з якою причиною цих змін були океани: замість того, щоб поглинати тепло, вони, можливо, відбивали його назад - в атмосферу. Тим самим вони спричинили парниковий ефект.

4. Кліматичний оптимум

Близько 15 тис. років тому розпочалося потепління. Льодовиковий покрив став зменшуватися і відступати. Слідом за ним переміщалися рослини, які поступово освоювали нові й нові ареали. Протягом кліматичного оптимуму площа морських полярних льодів у Північному Льодовитому океані значно зменшилася. Середня температура вод в Арктиці була на кілька градусів вищою, ніж зараз. Про наявність порівняно високих температур на той час свідчить істотне розширення ареалу проживання деяких тварин. Теплий клімат у Європі сприяв переміщенню північ багатьох видів рослин. Протягом кліматичного оптимуму сильно збільшилася межа лінії снігів. У горах ліси піднялися майже на 400-500 м вище за сучасний рівень. Якщо температура під час кліматичного оптимуму середніх широтах повсюдно підвищилася, то вологість змінювалася дуже нерівномірно. Вона збільшувалася на півночі європейської частини Росії, а на південь від 50-х широт вона, навпаки, знижувалася. У зв'язку з цим ландшафти степів, напівпустель і пустель розташовувалися на північ від сучасних. У Середній Азії, на Близькому та Середньому Сході вологість під час кліматичного оптимуму була набагато вищою, ніж нині. Теплий і вологий клімат лише 10 тис. років тому існував у всіх нині посушливих областях Азії та Африки.

Варто звернути увагу на історію пустелі Сахара. Приблизно 10-12 тис. років тому на півдні нинішньої Сахари розташовувалися два величезні прісні озера з густою тропічною рослинністю на берегах, які не поступалися своїми розмірами сучасному Каспійському морю. Проте сприятливий період кліматичного оптимуму швидко добіг кінця. Все частіше почала з'являтися посуха, і нарешті, під натиском пісків рослинність зникла, річки та озера висохли.

Сліди потепління добре збереглися навіть у Антарктиді. Зокрема, це сліди водної ерозії, що показують, що часом лід в Антарктиді відтавав і потоки води розмивали талий ґрунт.

Під час кліматичного оптимуму було як тепло, а й волого, особливо у районах, які у час прийнято вважати посушливими. Загальне потепління призвело до усунення полюсів кліматичних поясів, змінилася атмосферна циркуляція. На нині посушливі області випадала велика кількість опадів. Якщо уважно вивчити на карті поверхню сучасних пустель, добре помітні сухі русла, якими раніше протікали річки, і блюдцеподібної форми низини, що були в минулому озерами.

Клімат чинив прямий вплив на господарську діяльність людей. З початком кліматичного оптимуму настає один із найсприятливіших етапів у житті людства. Для цього періоду характерний не лише високий рівень виготовлення знарядь із каменю, а й перехід на осілий спосіб життя. Виникнення землеробства та скотарства було пов'язане не лише зі зміною кліматичних умов, а й із нерозумною господарською діяльністю. Сприятливий клімат сприяв поширенню лісів і диких тварин. Люди шукали, добували та споживали в їжу те, що було не складно дістати, що давала природа. Але натомість нічого не створювали. З часом кількість тварин, особливо великих, стало скорочуватися. Людям простіше було разом убити велику тварину, ніж довго вистежувати кілька дрібних. Крім того, мисливці вбивали найбільш сильних та пристосованих тварин, а хворі та старі діставалися хижакам. Тим самим первісні люди підривали основу відтворення тварин.

Неуспішне полювання, тривалі переходи у пошуках тварин, кількість яких сильно скорочувалася, спонукали давніх людей почати одомашнювати тварин. Найдавнішими районами одомашнення були території нинішньої пустелі Сахари, міжріччя Тигра та Євфрату, Інда та Ганга. Племена скотарів спочатку кочували, щоб знайти придатні пасовища. Чисельність худоби збільшувалася, стало важче знаходити відкриті ділянки. Скотарі, як і землероби, почали палити ліси і використовувати вільну землю для пасовищ і ріллі. Освоєння земель у зонах, схильних до кліматичних змін, призводило до порушення століттями рівноваги, що склалася. Змінювався вологообіг та температурний режим Землі. Масовий випас худоби сприяв швидкій деградації ґрунтового покриву. Знищені ліси, савани та пасовища не відновлювалися. При настанні посухи у зв'язку з похолоданням в областях колись пишних лісів і саван виникли напівпустельні і пустельні ландшафти.

Цей період можна назвати першою екологічною кризою. Надалі нерозумне господарювання та втручання людини у багато природних процесів неодноразово призводили до вельми небажаних результатів, деякі закінчувалися катастрофами.

5. Клімат середньовіччя

Кліматичний оптимум закінчився у ІІ тис. до н. е. Настало похолодання, яке тривало аж до IV ст. н. е. Після цього Землі знову стало тепліше. Теплий період тривав з IV до XIII ст., тобто охопив раннє середньовіччя.

У Європі рослинність середземномор'я не змогла подолати Альпи. Але майже на сотню кілометрів на північ перемістилися межі зростання теплолюбної рослинності. В Ісландії знову почали вирощувати зерно. Виноград вирощували по всьому південному узбережжі Балтійського моря і навіть у Англії. Найбільший пік потепління в Ісландії припав на XI-XII ст. Було тепло скрізь: в Америці та в Азії. Стародавні літописи Китаю повідомляють, що у VII-X ст. у долині Хуанхе росли мандарини, це означає, що клімат цих територій був субтропічним, а не помірним, як зараз. У період малого кліматичного оптимуму вологий клімат панував у Кампучії, Індії, країнах Близького та Середнього Сходу, Єгипті, Мавританії та країнах, розташованих на півдні пустелі Сахара.

Розвиток людського суспільства, різні події у житті народів та держав, міждержавні відносини документально добре зафіксовані у Європі. Багато народів населяли цей континент у ранньому середньовіччі, але як приклад зупинимося на житті вікінгів, тому що їх саги розповідають багато про природні умови кінця I і початку II тис. Вихідці зі Скандинавії, вікінги, в Росії їх називали варягами, здійснювали далекі переходи, захоплювали чужі країни та освоювали нові землі. Завоюванням та переходам вікінгів сприяло потепління клімату. У X ст. вікінги відкрили Гренландію Своєю назвою цей острів завдячує тим, що на той час він представився вікінгам у вигляді безкрайнього зеленого килима. На 25 судах 700 чоловік із скарбом і худобою перепливли Північну Атлантику та заснували у Гренландії кілька великих поселень. Поселенці в Гренландії займалися скотарством і, мабуть, обробляли зернові. Важко собі уявити, що Гренландія, цей безмовний і вкритий товстим крижаним панциром острів, лише тисячу років тому міг бути квітучим. Однак насправді це було так. Вікінги пробули у Гренландії недовго. Під натиском наступаючого льоду і похолодання, що розвивається, вони змушені були покинути цей величезний острів. Лід добре зберіг будинки, господарські будівлі та предмети начиння вікінгів, а також сліди перебування худоби і навіть залишки зернових.

На невеликих дерев'яних суднах, які мали прекрасні морехідні якості, вікінги здійснювали плавання у західному напрямку і допливали до берегів Канади, а й плавали далеко північ. Вони відкрили Шпіцберген, неодноразово входили до Білого моря і досягали гирла Північної Двіни. Все це дає підставу вважати, що на початку II тис. в Арктиці найімовірніше, багаторічний товстий лід був відсутній. На Шпіцбергені нещодавно виявлені залишки викопного тундрового ґрунту, що має вік всього 1100 років. Отже, у X-XI ст. і навіть раніше на Шпіцбергені не тільки був відсутній льодовиковий покрив, а й розташовувалися тундрові та лісотундрові ландшафти.

Причини малого кліматичного оптимуму середньовіччя:

1.Підвищена сонячна активність

.Рідкісні виверження вулканів

.Періодичні коливання Гольфстріму, пов'язані зі зміною солоності океанської води, що у свою чергу залежить від змін обсягів льодовиків

6. Малий льодовиковий період

Після теплої епохи настало нове похолодання, яке отримало назву малого льодовикового періоду. Цей період продовжувався з XIV до кінця XIX ст. Малий льодовиковий період поділяється на три фази.

Перша фаза (XIV-XV століття)

Дослідники вважають, що настання малого льодовикового періоду було пов'язане із уповільненням течії Гольфстріму близько 1300 року. У 1310-х роках Західна Європа пережила справжню екологічну катастрофу. Після традиційно теплого літа 1311 пішли чотири похмурих і дощових літа 1312-1315 років. Сильні дощі та надзвичайно суворі зими призвели до загибелі кількох урожаїв та вимерзання фруктових садів в Англії, Шотландії, північній Франції та Німеччині. Зимові заморозки почали вражати навіть північну Італію. Прямим наслідком першої фази малого льодовикового періоду став масовий голод у першій половині XIV століття.

Приблизно з 1370-х років температура у Європі стала повільно підвищуватися, масовий голод і неврожаї припинилися. Проте холодне, дощове літо було найчастішим явищем протягом усього XV століття. Взимку часто спостерігалися снігопади та заморозки на півдні Європи. Відносне потепління почалося лише у 1440-ті роки, і воно одразу призвело до підйому сільського господарства. Однак температури попереднього кліматичного оптимуму відновлено не було. Для Західної та Центральної Європи снігові зими стали звичайним явищем.

Істотним був вплив малого льодовикового періоду та на Північну Америку. На східному узбережжі Америки було надзвичайно холодно, тоді як центральні та західні райони території сучасних нам США стали настільки сухими, що Середній Захід перетворився на регіон запорошених бур; гірські ліси повністю вигоріли.

У Гренландії стали наступати льодовики, літнє розморожування ґрунтів ставало все більш короткочасним, і до кінця століття тут міцно встановилася вічна мерзлота. Зросла кількість льоду в північних морях, і спроби досягти Гренландії, що робилися в наступні століття, зазвичай закінчувалися невдачею.

Друга фаза (XVI століття)

Друга фаза ознаменувалася тимчасовим підвищенням температури. Можливо, це було пов'язане з деяким прискоренням течії Гольфстріму. Інше пояснення «міжльодовикової» фази XVI століття – максимальна сонячна активність. У Європі знову було зафіксовано підвищення середньорічних температур, хоча рівень кліматичного оптимуму, що передував, досягнутий не був. У деяких літописах згадуються навіть факти «безсніжних зим» середини XVI століття. Однак приблизно з 1560 температура почала повільно знижуватися. Очевидно, це було з початком зниження сонячної активності. 19 лютого 1600 відбулося виверження вулкана Уайнапутіна, сильне за історію Південної Америки. Вважається, що це виверження було причиною великих кліматичних змін на початку XVII ст.

Третя фаза (умовно XVII – початок XIX століття)

Третя фаза стала найхолоднішим періодом малого льодовикового періоду. Знижена активність Гольфстріму збіглася за часом з найнижчим після V ст. до зв. е. рівнем сонячної активності. Після порівняно теплого XVI століття Європі різко знизилася середньорічна температура. Глобальна температура знизилася на 1-2 градуси за Цельсієм. На півдні Європи часто повторювалися суворі та тривалі зими, в 1621-1669 роках замерзала протока Босфор, а взимку 1708-1709 років біля берегів замерзало Адріатичне море. По всій Європі спостерігався сплеск смертності.

Нову хвилю похолодання Європа пережила у 1740-ті роки. У це десятиліття у провідних столицях Європи - Парижі, Петербурзі, Відні, Берліні та Лондоні - відзначалися регулярні хуртовини та снігові замети. У Франції неодноразово спостерігалася снігова завірюха. У Швеції та Німеччині, за свідченнями сучасників, сильні хуртовини нерідко заметали дороги. Аномальні морози відзначалися у Парижі 1784 року. До кінця квітня місто знаходилося під стійким сніговим та льодовим покривом. Температура вагалася від -7 до -10 °C.

Причини малого льодовикового періоду:

1.Посилення активності вулканів, попіл яких затьмарював сонячне світло

.Зниження сонячної активності

.Уповільнення Гольфстріму

7. Клімат найближчого майбутнього

Яким буде клімат? Одні вважають, що на планеті буде похолодання. Кінець XIX і XX століття - це перепочинок, подібний до тієї, яка була в середні віки. Після потепління температура знову знизиться і настане новий льодовиковий період. Інші кажуть, що температури безперервно підвищуватимуться.

В результаті господарської діяльності людини в атмосферу у дедалі більшій кількості надходить вуглекислий газ, що створює тепличний ефект; Окиси азоту вступають у хімічні реакції з озоном, руйнують перешкоду, завдяки якій існує Землі як людство, а й усе живе. Відомо, що озоновий екран перешкоджає проникненню ультрафіолетового випромінювання, яке згубно впливає на живий організм. Вже зараз у великих містах та промислових центрах підвищено теплову радіацію. Найближчим часом цей процес посилиться. Теплові викиди, які в даний час впливають на погоду, в майбутньому інтенсивніше впливатимуть на клімат.

Встановлено, що у земній атмосфері прогресивно знижується кількість вуглекислого газу. Протягом усієї геологічної історії вміст цього газу в атмосфері дуже змінювався. Був час, коли вуглекислого газу в атмосфері було в 15-20 разів більше, ніж зараз. Температура Землі у період була досить високої. Але варто було кількості вуглекислоти в атмосфері знизитися, як температури знижувалися.

Прогресивне зниження вуглекислого газу в атмосфері почалося близько 30 млн років тому і триває нині. Розрахунки показують, що зменшення атмосферної вуглекислоти відбуватиметься і надалі. Внаслідок зниження кількості вуглекислого газу відбудеться нове сильне похолодання, настане заледеніння. Це може статися за кілька сотень тисяч років.

Це песимістична картина майбутнього нашої Землі. Але тут не враховується вплив господарської діяльності людства на клімат. А воно настільки велике, що рівноцінно деяким природним явищам. У наступні десятиліття основний вплив на клімат надаватиме принаймні три фактори: швидкість зростання вироблення різних видів енергетики, головним чином теплової; збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері внаслідок активної господарської діяльності людей; зміна концентрації атмосферного аерозолю.

У наш час природне зменшення атмосферної вуглекислоти як було призупинено внаслідок господарську діяльність людства, а й у 50-ті і 60-ті роки почали повільно підвищуватися концентрації вуглекислого газу атмосфері. Це було зумовлено розвитком промисловості, різко збільшеною кількістю палива, що спалюється, необхідного для вироблення тепла і енергії.

Значний вплив на вміст атмосферної вуглекислоти та формування клімату надають вирубки лісових масивів, що продовжуються у зростаючих розмірах, як у тропічних країнах, так і в помірному поясі. Зменшення площі лісових масивів призводить до двох небажаних для людства наслідків. По-перше, скорочується процес переробки вуглекислого газу та виділення рослинами вільного кисню в атмосферу. По-друге, при вирубуванні лісів, як правило, оголюється земна поверхня, а це призводить до того, що сонячна радіація відбивається сильніше і замість нагрівання та збереження тепла в приземній частині поверхня, навпаки, охолоджується.

Проте за прогнозі клімату майбутнього треба з реально існуючих тенденцій, викликаних господарської діяльністю людини. Аналіз численних матеріалів з антропогенних факторів, що впливають на клімат, дозволив радянському вченому М.І. Будико ще на початку 70-х років дати досить реалістичний прогноз, згідно з яким концентрація атмосферної вуглекислоти, що збільшується, призведе до підвищення середніх температур приземної частини повітря до початку XXI ст. Цей прогноз на той час був практично єдиним, оскільки багато кліматологів вважали, що процес похолодання, що почався в 40-ті роки нинішнього століття, буде продовжуватися. Час підтвердив правильність прогнозу. Ще 25 років тому вміст вуглекислого газу в атмосфері становив 0,029%, але за минулі роки він збільшився на 0,004%. Це, своєю чергою, призвело до зростання середніх глобальних температур майже на 0,5°C.

Яким чином розподіляться температури на земній кулі після підвищення? Найбільші зміни температури приземної частини повітря відбуватимуться у сучасних арктичному та субарктичному поясах у зимовий та осінній сезон. В Арктиці середня температура повітря у зимовий сезон зросте майже на 2,5-3°C. Таке потепління в галузі розвитку морських льодів призведе до їх поступової деградації. Танення розпочнеться у периферичних частинах льодовикового щита та повільно зміщуватиметься у центральні райони. Поступово товщина льоду та площа крижаного покриву зменшуватимуться.

У зв'язку зі зміною температурного режиму в найближчі десятиліття має стати іншим характер водного режиму земної поверхні. Глобальне потепління на планеті всього на 1° призведе до зменшення кількості опадів у значній частині степової та лісостепової зон помірного кліматичного поясу приблизно на 10-15% і збільшення приблизно на таку ж величину зволоженої зони в субтропічному поясі. Причини такої глобальної зміни полягають у суттєвій зміні атмосферної циркуляції, яка відбувається внаслідок зменшення різниці температур між полюсами та екватором, між океаном та континентами. У період потепління танення льодів у горах і особливо у полярних областях викликає підвищення рівня Світового океану. Збільшена площа дзеркала водної поверхні чинитиме сильний вплив на формування атмосферних фронтів, хмарності, зволоженості і значною мірою вплине на зростання випаровуваності з поверхні морів та океанів.

Передбачається, що у першій чверті ХХІ ст. у тундровій зоні, яка на той час повністю зникне та заміниться тайгової, опади здебільшого випадатимуть у вигляді дощів та загальна сума опадів набагато перевищить сучасні. Вона досягне величини 500-600 мм на рік. Враховуючи те, що середні літні температури в сучасній тундровій зоні підвищаться до 15-20°С, а середні зимові - до мінус 5-8°С, ці області перейдуть у пояс помірного клімату. Тут виникнуть ландшафти хвойних лісів (тайгова область), але не виключена можливість появи зони мішаних лісів.

При розвитку потепління у Північній півкулі розширення географічних чи ландшафтно-кліматичних областей відбуватиметься у північному напрямку. Сильно розширяться області рівномірного та змінного зволоження. Що ж до областей з недостатнім зволоженням, то зміна температурного режиму позначиться на міграції областей пустель і напівпустель. Зволоження, що збільшується в тропічних і екваторіальних областях, викличе поступово скорочення пустельних і напівпустельних ландшафтів. Вони скорочуватимуться на південних кордонах. Однак натомість відбудеться розширення їх на північ. Посушливі області начебто мігруватимуть на північ. Передбачається також розширення у межах помірного поясу лісостепових та степових областей за рахунок скорочення зони широколистяних лісів.

8. Вплив клімату в розвитку цивілізації

клімат льодовиковий докембрійський

Господарська діяльність людини багато в чому залежить від клімату та визначається ним. На зорі розвитку людського суспільства клімат був одним з головних факторів, який визначав вибір людиною місць проживання та полювання, місць збирання, а надалі і вирощування певних продуктів харчування тощо. Клімат впливав навіть у розвиток цивілізації. Так, під час потепління ісландські поселенці посилали своїх колоністів на захід Гренландії. В результаті похолодання колонія в Гренландії занепала, а надалі посилення холоду призвело до знищення і основних колоній норманів в Ісландії.

Послідовне посилення посухи біля Близького і Середнього Сходу, що відбувалося в 1 тисячолітті до н.е., призвело до знищення багатьох найбільших для свого часу міст і поселень. Багато з них надалі виявилися похованими під шаром піску пустель, що наступають. Отже, зміна клімату у той чи інший бік призводила до дуже серйозних наслідків у розвиток цивілізацій.

Історичні дані дають величезний матеріал, що свідчить про те, що похолодання або посуха в давнину призводили до різкого скорочення сільськогосподарської продукції і на зв'язку з цим періодично наступали голодні роки.

Згідно з численними оцінками кліматологів, клімат, що змінюється, може вплинути на виробництво продовольства, як у регіональному, так і в глобальному масштабі. Так, наприклад, після Другої світової війни врожайність зернових культур зросла внаслідок впровадження нової технології в обробітку ґрунту, обробітку, правильного внесення необхідної кількості добрив, виведення нових посухостійких та морозостійких сортів тощо. В останні десятиліття світове продовольче виробництво зростало на 3% на рік головним чином за рахунок введення нових площ під сільськогосподарські угіддя. Але разом з тим приріст продовольчого виробництва, що відбувався протягом 60-х років 20 ст., різко знизився на початку 70-х років і головним чином 1972 р. внаслідок несприятливого впливу кліматичних аномалій.

Великий вплив клімат на розподіл водних та енергетичних ресурсів. Не викликає сумніву той факт, що коливання клімату виражаються у зміні циркуляції атмосфери, загальної кількості атмосферних опадів, режиму випадання опадів та загальної кількості річкового стоку. Незважаючи на те, що системи водопостачання та водосховища спроектовані з певними запасами, що враховують погодні зміни у зв'язку з можливими змінами режиму випадання атмосферних опадів у майбутньому, у регіонах, розташованих у посушливому кліматі, можуть виникнути великі проблеми з водопостачанням населених пунктів та промислових об'єктів.

Певною мірою зміни клімату, як у бік похолодання, так і потепління в майбутньому внесуть свої корективи у вироблення та споживання енергії. Невідновлюваність паливних ресурсів та неухильне їх скорочення з часом створюють додаткові проблеми, які особливо рельєфно виражаються при похолоданні.

Незважаючи на таку очевидну залежність господарської діяльності людини від клімату, технічні засоби, рівень розвитку науки і особливо зростання технічних можливостей в найближчому майбутньому можуть сильно змінити характер впливу кліматичних змін.

Висновок

Розглядаючи процес формування та розвитку клімату Землі з історичного боку, можна дійти висновку про те, що протягом останніх 600 млн. років клімат неодноразово з певною періодичністю змінювався. Відповідно до кліматичних коливань відбувалася зміна природних умов, змінювався склад атмосфери, розвивалося органічне життя, розширювалися ареали проживання рослин та тварин. З часом виникали нові типи клімату та невідомі ранні ландшафтно-кліматичні умови.

Численні дослідження кліматологів різних країн свідчать про те, що господарська діяльність людини, пов'язана зі спалюванням викопного палива в дедалі більшій кількості, а також скорочення лісових масивів зрештою призведуть до зміни хімічного складу атмосфери. Очікується, що у найближчі десятиліття концентрація вуглекислого газу атмосфері зросте до півтора, а першої чверті 21 століття - майже 2 разу проти сучасної епохою. Для надійного прогнозування, і, головне, визначення генерального напрями господарську діяльність людини у найближчі десятиліття необхідно правильно уявити як характер чи тенденцію зміни температури, а й дати об'єктивну характеристику очікуваних змін у природних умовах. Цьому неоціненну допомогу надає визначення часу існування аналогічних кліматичних умов у геологічному минулому та зіставленні природних умов із передбачуваним у майбутньому.

Список першоджерел

1. Ясаманов Н.А. Цікава кліматологія. 1989.

Ясаманов Н.А. Стародавні клімати Землі. 1985

Вікіпедія – вільна енциклопедія. http://ua.wikipedia.org/wiki/Малий_льодовиковий_період

http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

BBC «Кліматичні війни» (документальний фільм) 2008

Міністерство освіти та науки Російської Федерації

Федеральна державна бюджетна освітня установа

вищої професійної освіти

«ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УПРАВЛІННЯ»

Інститут управління фінансами та податкового адміністрування

Кафедра управління інноваціями у реальному секторі економіки

З дисципліни «ЕНОІТ»

На тему: Клімат Землі у минулому, теперішньому, майбутньому. Його впливом геть розвиток цивілізації

Роботу виконала:

Розгуляєва Аріна Миколаївна

Менеджмент 1-1, 1 курс

Москва, 2014

ВСТУП

КЛІМАТ ДОКЕМБРІЯ

Клімат палеозою

КЛІМАТ МЕЗОЗУ

КЛІМАТИЧНИЙ ОПТИМУМ

КЛІМАТ Середньовіччя

МАЛИЙ ЛЬОДНИКОВИЙ ПЕРІОД

КЛІМАТ найближчого майбутнього

ВПЛИВ КЛІМАТУ НА РОЗВИТОК ЦИВІЛІЗАЦІЇ

ВИСНОВОК

Список першоджерел

ВСТУП

Актуальність

В останнє десятиліття проблема вивчення давніх кліматів набула особливого значення у зв'язку з можливістю їхнього використання для уточнення прогнозування клімату найближчого та віддаленого майбутнього. Особлива важливість проблеми майбутнього клімату планети залежить від того, що господарська діяльність людини цілком залежить від кліматичних умов. Але останніми роками внаслідок господарської діяльності людей можливі великі зміни клімату. Ненавмисне глобальне забруднення довкілля продуктами спалювання палива, що відбувається у регіональному та глобальному масштабі, меліоративні та іригаційні роботи, будівництво гідроелектростанцій та водосховищ, знищення лісів на величезних площах тощо. можуть викликати кліматичні зміни, за своїм характером та розмірами подібні до глобальних природних змін клімату, що відбувалися в геологічному минулому.

Мета роботи

Показати:

.Зміни клімату Землі протягом її розвитку

.Взаємозв'язок клімату минулого, сьогодення та майбутнього

.Вплив клімату в розвитку цивілізації

1. Клімат докембрія

Коли виник клімат на Землі? Термін "клімат" був запроваджений давньогрецьким астрономом Гіппрахом із Нікеї у 2 столітті до нашої ери. За сучасними уявленнями клімат виник після того, як надра Землі стали розігріватися, і в них почали утворюватися глибинні «річки», що несуть тепло. Саме тоді крізь розплавлені ділянки земної кори її поверхню стали надходити різні сполуки газу. Так утворювалася перша атмосфера. Вона складалася із суміші вуглекислого газу, аміаку, азоту, водяної пари, водню, сполук сірки та пари сильних кислот. Абсолютне переважання в ній вуглекислого газу та великий вміст водяної пари сприяли тому, що така атмосфера легко пропускала сонячне світло. В результаті це призвело до сильного підвищення температур, які могли досягати порядку 500°C. Наприклад, аналогічні температури притаманні поверхні Венери.

Надалі в результаті поступового зменшення кількості вуглекислого газу, аміаку та водяної пари в атмосфері та появою інших газів так званий парниковий ефект почав спадати. Температури Землі стали знижуватися. Це, своєю чергою, сприяло конденсації парів води. Виникла гідросфера. З її утворенням розпочався новий етап розвитку органічних речовин. Вода - те перше середовище, в якому народилося і розвивалося життя.

Перші мікроскопічні організми з'явилися понад 3,8 млрд років тому. Цей час був досить незатишним для живих істот. Щільна атмосфера без кисню, що постійно розколюється сильними землетрусами поверхню планети, величезні потоки глибинної розплавленої речовини і гази, що постійно виділяються з надр. У воді був умов, у розвиток організмів на той час. Вода завжди була в киплячому стані. У такому середовищі могли існувати небагато мікроскопічних організмів.

Згодом внутрішня активність планети затихала. Все менше і менше з глибин виділялося аміаку та вуглекислого газу, те, що потрапляло в атмосферу, використовувалося на процеси окислення та використовувалося мікроскопічними організмами на утворення крем'янистих та карбонатних гірських порід. Можливо, у зв'язку з цим почалося зниження температури Землі. За геологічними масштабами воно сталося дуже стрімко, і вже 2,5-2,6 млрд. років тому настільки сильно похолодало, що на земній поверхні почалося перше заледеніння.

Вивчаючи виникли у період напластування гірських порід, геологи неодноразово помічали присутність у яких утворень, схожих сучасні морени. Це були добре відполіровані валуни та скупчення гальок дуже твердих порід з численними штрихуваннями та шрамами, які могли бути залишені лише гострими краями гірських порід, впаяних у лід. Все це свідчило про льодовикову природу рельєфу і гірських порід, але в той же час суперечило існуючій думці про панування в той далекий час високих температур і дуже теплого клімату. Ретельне вивчення слідів заледеніння в докембрійську епоху призвело до того, що було знайдено незаперечні докази існування в давнину великих льодовикових покривних заледенінь.

У докембрії з розвитку стародавніх моренних відкладень та пов'язаних з ними утвореннями виділяється існування наступних епох зледеніння. Найбільш древнє заледеніння відбулося 2500-2600 млн. років тому, і зветься Гуронського. Морени цих років відомі в Європі, Південній Азії, Північній Америці та Західній Австралії.

Сліди заледеніння з віком близько 950 млн. років виявлено у Гренландії, Норвегії та на острові Шпіцберген. Близько 750 млн років тому в Австралії, Китаї, на его-заході Африки та в Скандинавії відбулося Стуртіанське заледеніння. Найбільше виражене Варангіанське заледеніння, яке відбулося 660-680 млн. років тому. Дані льодовикові породи знайдені у Північній Америці, Гренландії, на Шпіцбергені, британських островах, у Скандинавії, Франції, Китаї, Австралії, Африці, Південній Америці та на Північному сході Росії.

Низькі температури трималися досить тривалий період. Потім температури на земній поверхні підвищилися, льоди розтанули, рівень Світового океану підвищився, і знову настав сприятливий час для розквіту мікроскопічних організмів та синьо-зелених водоростей.

2. Клімат палеозою

Палеозою почався колосальним розливом морів, що послідував за появою великих частин суші в пізньому протерозої. Більшість геологів вважають, що в ті часи існував єдиний величезний континентальний блок, званий Пангея (у перекладі з грецької - «вся земля»), який був з усіх боків оточений світовим океаном. Пізніше цей єдиний континент розпався на частини.

Кембрійський період (570-490 млн років тому)

Про клімат Кембрійського періоду є дуже мізерні та уривчасті відомості. Після розвитку покривного заледеніння на багатьох континентах (Південна Америка, Африка, Австралія, Північна Європа) на початку кембрію настало значне потепління. Практично всіх континентах створювалися тропічні умови. Свідченням цього є багатого теплолюбного комплексу морської фауни. Тропічні узбережжя материків обрамляли гігантські рифи із строматолітів, що багато в чому нагадували коралові рифи сучасних тропічних вод. Передбачається, що для морів Сибіру в ранньому кембрії температура води не опускалася нижче за 25°С.

Ордовицький період (490-440 млн років тому)

Протягом ордовицького періоду клімат зазнав суттєвих змін. Протягом періоду масиви суші зміщувалися дедалі далі на південь. Старі льодовикові покрови кембрію розтанули, і рівень моря підвищився. Більшість суші була зосереджена в теплих широтах. Аналіз кліматичних умов цього періоду дозволяє вважати, що в середньому та пізньому ордовику настало значне похолодання, що охопило багато материків.

Силурійський період (440-400 млн років тому)

На початку силурійського періоду на континентах продовжували панувати порівняно прохолодні умови. Для цього часу відомі невеликі потужності льодовикової освіти в Болівії, на півночі Аргентини та на сході Бразилії. Не виключено, що льодовики могли покривати і деякі райони Сахари. Гондвана насунулася на Південний полюс. Масиви суші, що утворюють Північну Америку та Гренландію, наближалися. Зрештою, вони зіткнулися, утворивши гігантський надматерик Лавразію. Це був період бурхливої ​​вулканічної активності та інтенсивного гороутворення. Похолодання на початку раннього силуру порівняно швидко змінилося потеплінням, яке супроводжувалося поступовою міграцією до полюсів субтропічного клімату. Якщо на північному сході Бразилії на початку раннього силуру зустрічаються товщі морен, пізніше серед цих відкладень починають переважати продукти вивітрювання, характерні для теплого клімату. Потепління призвело до виникнення у високих та середніх широтах клімату, близького до субтропічного.

Девонський період (400-350 млн. років)

Вчені вважають, що оскільки у девонський період на материках були широко представлені теплолюбні види організмів та осадових утворень, то коливання температурного режиму навряд чи виходили за межі тропічного клімату. Девонський період був часом найбільших катаклізмів на планеті. Європа, Північна Америка та Гренландія зіткнулися між собою, утворивши величезний північний надматерик Лавразії. При цьому з океанського дна виштовхнули догори величезні масиви осадових порід, що сформували величезні гірські системи на сході Північної Америки і на заході Європи. Ерозія гірських хребтів, що піднімаються, призвела до утворення великої кількості гальки і піску. З них сформувалися великі відкладення червоного пісковика. Річки виносили у моря гори опадів. Утворилися великі болотисті дельти, що створювало ідеальні умови для тварин, які наважилися зробити перші, настільки важливі кроки з води на сушу. До кінця періоду рівень моря знизився. Клімат згодом потеплішав і став різкішим, з чергуванням періодів дощів і жорсткої посухи. Великі райони материків стали безводними.

Кам'яновугільний період (350-285 млн. років)

У ранньому карбоні планети панував вологий тропічний клімат. Про це свідчить широке поширення карбонатних відкладень, теплолюбний тип морської фауни. Вологі тропічні умови характерні для значної частини континентів як північної, і південної півкулі. У середньому та особливо пізньому карбоні чітко проявляється кліматична зональність. Однією з характерних рис цього часу є значне похолодання і поява в південній півкулі великих льодовикових покривів, що призвело до різкого скорочення субтропічного і тропічного поясів і загального зниження температури. Навіть у екваторіальному поясі середні температури у пізньому карбоні знизилися на 3-5°C. Також разом із похолоданням у низці областей з'явилися ознаки висушення клімату.

Пермський період (285-230 млн. років)

Клімат пермського періоду характеризувався різко вираженою зональністю та зростаючою посушливістю. Загалом можна сказати, що він був близьким до сучасного. Для ранньої пермі, за винятком західної півкулі, виділяються тропічний, субтропічний та помірний пояси з різним режимом зволоження. На початку періоду тривало заледеніння, що почалося в карбоні. Воно було розвинене на південних континентах. Поступово клімат стає дуже сухим. Перм характеризується найширшими пустелями історія планети: піски покривали навіть територію Сибіру.

3. Клімат мезозою

Тріасовий період (230-190 млн. років)

У тріасовий період Землі панував рівнинний рельєф, який визначив стала вельми поширеною однотипних кліматів на великих площах. Клімат пізнього тріасу характеризувався високими температурами і різким зростанням ступеня випаровуваності. Для епохи раннього та середнього тріасу важко провести термічну зональність, оскільки практично повсюдно поширені показники високих температур. Щодо прохолодні умови існували на крайньому північному сході Євразії та північному заході Північноамериканського континенту. Ландшафти суші залишалися спустошеними, а рослинність зростала тільки на обводнених низовинах. Дрібні моря та озера інтенсивно випаровувалися, через що вода в них стала дуже солоною.

Юрський період (190-135 млн. років)

Протягом ранньої та середньої юри існувала не лише термічна зональність, а й зональність, спричинена різницею у вологості. У середньоюрську епоху існували тропічний, субтропічний та помірний пояси з різним режимом зволоження. У межах тропічного та екваторіального поясів відбувалося інтенсивне хімічне вивітрювання, зростала теплолюбна рослинність, а в мілководних морях мешкала тропічна фауна. У пізньоюрську епоху за характером температурного режиму виділяються тропічні, субтропічні та помірні пояси. Температура для пізньоюрської доби коливалася в межах 19-31,5°C. Для пізньоюрської доби відсутні достовірні індикатори, що дозволяють виділити екваторіальний пояс. Ймовірно, екваторіальні умови із сезонним зволоженням існували переважно у Бразилії та Перу. На Африканському континенті та в Південній Євразії в екваторіальній частині, ймовірно, переважали пустельні ландшафти.

Крейдяний період (135-65 млн. років)

Протягом крейдяної доби Землі існували екваторіальний, великий тропічний, субтропічний і помірний пояса.70 мільйонів років тому Земля охолоджувалася. На полюсах сформувалися крижані шапки. Зими ставали суворішими. Температура падала подекуди нижче +4 градусів. Для динозаврів крейдяного періоду цей перепад був різким і дуже відчутним. Такі коливання температури були викликані розколом Пангеї, а потім Гондвани та Лавразії. Рівень моря піднявся та опустився. Струменеві течії в атмосфері змінилися, внаслідок чого змінилися і течії в океані. Наприкінці крейдяного періоду температура почала різко підніматися. Існує гіпотеза, згідно з якою причиною цих змін були океани: замість того, щоб поглинати тепло, вони, можливо, відбивали його назад - в атмосферу. Тим самим вони спричинили парниковий ефект.

4. Кліматичний оптимум

Близько 15 тис. років тому розпочалося потепління. Льодовиковий покрив став зменшуватися і відступати. Слідом за ним переміщалися рослини, які поступово освоювали нові й нові ареали. Протягом кліматичного оптимуму площа морських полярних льодів у Північному Льодовитому океані значно зменшилася. Середня температура вод в Арктиці була на кілька градусів вищою, ніж зараз. Про наявність порівняно високих температур на той час свідчить істотне розширення ареалу проживання деяких тварин. Теплий клімат у Європі сприяв переміщенню північ багатьох видів рослин. Протягом кліматичного оптимуму сильно збільшилася межа лінії снігів. У горах ліси піднялися майже на 400-500 м вище за сучасний рівень. Якщо температура під час кліматичного оптимуму середніх широтах повсюдно підвищилася, то вологість змінювалася дуже нерівномірно. Вона збільшувалася на півночі європейської частини Росії, а на південь від 50-х широт вона, навпаки, знижувалася. У зв'язку з цим ландшафти степів, напівпустель і пустель розташовувалися на північ від сучасних. У Середній Азії, на Близькому та Середньому Сході вологість під час кліматичного оптимуму була набагато вищою, ніж нині. Теплий і вологий клімат лише 10 тис. років тому існував у всіх нині посушливих областях Азії та Африки.

Варто звернути увагу на історію пустелі Сахара. Приблизно 10-12 тис. років тому на півдні нинішньої Сахари розташовувалися два величезні прісні озера з густою тропічною рослинністю на берегах, які не поступалися своїми розмірами сучасному Каспійському морю. Проте сприятливий період кліматичного оптимуму швидко добіг кінця. Все частіше почала з'являтися посуха, і нарешті, під натиском пісків рослинність зникла, річки та озера висохли.

Сліди потепління добре збереглися навіть у Антарктиді. Зокрема, це сліди водної ерозії, що показують, що часом лід в Антарктиді відтавав і потоки води розмивали талий ґрунт.

Під час кліматичного оптимуму було як тепло, а й волого, особливо у районах, які у час прийнято вважати посушливими. Загальне потепління призвело до усунення полюсів кліматичних поясів, змінилася атмосферна циркуляція. На нині посушливі області випадала велика кількість опадів. Якщо уважно вивчити на карті поверхню сучасних пустель, добре помітні сухі русла, якими раніше протікали річки, і блюдцеподібної форми низини, що були в минулому озерами.

Клімат чинив прямий вплив на господарську діяльність людей. З початком кліматичного оптимуму настає один із найсприятливіших етапів у житті людства. Для цього періоду характерний не лише високий рівень виготовлення знарядь із каменю, а й перехід на осілий спосіб життя. Виникнення землеробства та скотарства було пов'язане не лише зі зміною кліматичних умов, а й із нерозумною господарською діяльністю. Сприятливий клімат сприяв поширенню лісів і диких тварин. Люди шукали, добували та споживали в їжу те, що було не складно дістати, що давала природа. Але натомість нічого не створювали. З часом кількість тварин, особливо великих, стало скорочуватися. Людям простіше було разом убити велику тварину, ніж довго вистежувати кілька дрібних. Крім того, мисливці вбивали найбільш сильних та пристосованих тварин, а хворі та старі діставалися хижакам. Тим самим первісні люди підривали основу відтворення тварин.

Неуспішне полювання, тривалі переходи у пошуках тварин, кількість яких сильно скорочувалася, спонукали давніх людей почати одомашнювати тварин. Найдавнішими районами одомашнення були території нинішньої пустелі Сахари, міжріччя Тигра та Євфрату, Інда та Ганга. Племена скотарів спочатку кочували, щоб знайти придатні пасовища. Чисельність худоби збільшувалася, стало важче знаходити відкриті ділянки. Скотарі, як і землероби, почали палити ліси і використовувати вільну землю для пасовищ і ріллі. Освоєння земель у зонах, схильних до кліматичних змін, призводило до порушення століттями рівноваги, що склалася. Змінювався вологообіг та температурний режим Землі. Масовий випас худоби сприяв швидкій деградації ґрунтового покриву. Знищені ліси, савани та пасовища не відновлювалися. При настанні посухи у зв'язку з похолоданням в областях колись пишних лісів і саван виникли напівпустельні і пустельні ландшафти.

За ерозійними відмітками, що збереглися, в річкових долинах встановлено, що повноводність Нілу, Тигра, Євфрату, Інду, Гангу та інших річок у минулому досить сильно змінювалася. Майже 3 м опустився після кліматичного оптимуму рівень Світового океану. В умовах посушливості людям необхідно було розвивати зрошуване землеробство. Збереглися складні іригаційні споруди, створені руками стародавньої людини. Розвиток поливного землеробства не допоміг, а лише віддали повне виснаження ґрунту. Під натиском пісків перестали існувати багато стародавніх поселень.

Цей період можна назвати першою екологічною кризою. Надалі нерозумне господарювання та втручання людини у багато природних процесів неодноразово призводили до вельми небажаних результатів, деякі закінчувалися катастрофами.

5. Клімат середньовіччя

Кліматичний оптимум закінчився у ІІ тис. до н. е. Настало похолодання, яке тривало аж до IV ст. н. е. Після цього Землі знову стало тепліше. Теплий період тривав з IV до XIII ст., тобто охопив раннє середньовіччя.

У Європі рослинність середземномор'я не змогла подолати Альпи. Але майже на сотню кілометрів на північ перемістилися межі зростання теплолюбної рослинності. В Ісландії знову почали вирощувати зерно. Виноград вирощували по всьому південному узбережжі Балтійського моря і навіть у Англії. Найбільший пік потепління в Ісландії припав на XI-XII ст. Було тепло скрізь: в Америці та в Азії. Стародавні літописи Китаю повідомляють, що у VII-X ст. у долині Хуанхе росли мандарини, це означає, що клімат цих територій був субтропічним, а не помірним, як зараз. У період малого кліматичного оптимуму вологий клімат панував у Кампучії, Індії, країнах Близького та Середнього Сходу, Єгипті, Мавританії та країнах, розташованих на півдні пустелі Сахара.

Розвиток людського суспільства, різні події у житті народів та держав, міждержавні відносини документально добре зафіксовані у Європі. Багато народів населяли цей континент у ранньому середньовіччі, але як приклад зупинимося на житті вікінгів, тому що їх саги розповідають багато про природні умови кінця I і початку II тис. Вихідці зі Скандинавії, вікінги, в Росії їх називали варягами, здійснювали далекі переходи, захоплювали чужі країни та освоювали нові землі. Завоюванням та переходам вікінгів сприяло потепління клімату. У X ст. вікінги відкрили Гренландію Своєю назвою цей острів завдячує тим, що на той час він представився вікінгам у вигляді безкрайнього зеленого килима. На 25 судах 700 чоловік із скарбом і худобою перепливли Північну Атлантику та заснували у Гренландії кілька великих поселень. Поселенці в Гренландії займалися скотарством і, мабуть, обробляли зернові. Важко собі уявити, що Гренландія, цей безмовний і вкритий товстим крижаним панциром острів, лише тисячу років тому міг бути квітучим. Однак насправді це було так. Вікінги пробули у Гренландії недовго. Під натиском наступаючого льоду і похолодання, що розвивається, вони змушені були покинути цей величезний острів. Лід добре зберіг будинки, господарські будівлі та предмети начиння вікінгів, а також сліди перебування худоби і навіть залишки зернових.

На невеликих дерев'яних суднах, які мали прекрасні морехідні якості, вікінги здійснювали плавання у західному напрямку і допливали до берегів Канади, а й плавали далеко північ. Вони відкрили Шпіцберген, неодноразово входили до Білого моря і досягали гирла Північної Двіни. Все це дає підставу вважати, що на початку II тис. в Арктиці найімовірніше, багаторічний товстий лід був відсутній. На Шпіцбергені нещодавно виявлені залишки викопного тундрового ґрунту, що має вік всього 1100 років. Отже, у X-XI ст. і навіть раніше на Шпіцбергені не тільки був відсутній льодовиковий покрив, а й розташовувалися тундрові та лісотундрові ландшафти.

Причини малого кліматичного оптимуму середньовіччя:

1.Підвищена сонячна активність

.Рідкісні виверження вулканів

.Періодичні коливання Гольфстріму, пов'язані зі зміною солоності океанської води, що у свою чергу залежить від змін обсягів льодовиків

6. Малий льодовиковий період

Після теплої епохи настало нове похолодання, яке отримало назву малого льодовикового періоду. Цей період продовжувався з XIV до кінця XIX ст. Малий льодовиковий період поділяється на три фази.

Перша фаза (XIV-XV століття)

Дослідники вважають, що настання малого льодовикового періоду було пов'язане із уповільненням течії Гольфстріму близько 1300 року. У 1310-х роках Західна Європа пережила справжню екологічну катастрофу. Після традиційно теплого літа 1311 пішли чотири похмурих і дощових літа 1312-1315 років. Сильні дощі та надзвичайно суворі зими призвели до загибелі кількох урожаїв та вимерзання фруктових садів в Англії, Шотландії, північній Франції та Німеччині. Зимові заморозки почали вражати навіть північну Італію. Прямим наслідком першої фази малого льодовикового періоду став масовий голод у першій половині XIV століття.

Приблизно з 1370-х років температура у Європі стала повільно підвищуватися, масовий голод і неврожаї припинилися. Проте холодне, дощове літо було найчастішим явищем протягом усього XV століття. Взимку часто спостерігалися снігопади та заморозки на півдні Європи. Відносне потепління почалося лише у 1440-ті роки, і воно одразу призвело до підйому сільського господарства. Однак температури попереднього кліматичного оптимуму відновлено не було. Для Західної та Центральної Європи снігові зими стали звичайним явищем.

Істотним був вплив малого льодовикового періоду та на Північну Америку. На східному узбережжі Америки було надзвичайно холодно, тоді як центральні та західні райони території сучасних нам США стали настільки сухими, що Середній Захід перетворився на регіон запорошених бур; гірські ліси повністю вигоріли.

У Гренландії стали наступати льодовики, літнє розморожування ґрунтів ставало все більш короткочасним, і до кінця століття тут міцно встановилася вічна мерзлота. Зросла кількість льоду в північних морях, і спроби досягти Гренландії, що робилися в наступні століття, зазвичай закінчувалися невдачею.

Друга фаза (XVI століття)

Друга фаза ознаменувалася тимчасовим підвищенням температури. Можливо, це було пов'язане з деяким прискоренням течії Гольфстріму. Інше пояснення «міжльодовикової» фази XVI століття – максимальна сонячна активність. У Європі знову було зафіксовано підвищення середньорічних температур, хоча рівень кліматичного оптимуму, що передував, досягнутий не був. У деяких літописах згадуються навіть факти «безсніжних зим» середини XVI століття. Однак приблизно з 1560 температура почала повільно знижуватися. Очевидно, це було з початком зниження сонячної активності. 19 лютого 1600 відбулося виверження вулкана Уайнапутіна, сильне за історію Південної Америки. Вважається, що це виверження було причиною великих кліматичних змін на початку XVII ст.

Третя фаза (умовно XVII – початок XIX століття)

Третя фаза стала найхолоднішим періодом малого льодовикового періоду. Знижена активність Гольфстріму збіглася за часом з найнижчим після V ст. до зв. е. рівнем сонячної активності. Після порівняно теплого XVI століття Європі різко знизилася середньорічна температура. Глобальна температура знизилася на 1-2 градуси за Цельсієм. На півдні Європи часто повторювалися суворі та тривалі зими, в 1621-1669 роках замерзала протока Босфор, а взимку 1708-1709 років біля берегів замерзало Адріатичне море. По всій Європі спостерігався сплеск смертності.

Нову хвилю похолодання Європа пережила у 1740-ті роки. У це десятиліття у провідних столицях Європи - Парижі, Петербурзі, Відні, Берліні та Лондоні - відзначалися регулярні хуртовини та снігові замети. У Франції неодноразово спостерігалася снігова завірюха. У Швеції та Німеччині, за свідченнями сучасників, сильні хуртовини нерідко заметали дороги. Аномальні морози відзначалися у Парижі 1784 року. До кінця квітня місто знаходилося під стійким сніговим та льодовим покривом. Температура вагалася від -7 до -10 °C.

Причини малого льодовикового періоду:

1.Посилення активності вулканів, попіл яких затьмарював сонячне світло

.Зниження сонячної активності

.Уповільнення Гольфстріму

7. Клімат найближчого майбутнього

Яким буде клімат? Одні вважають, що на планеті буде похолодання. Кінець XIX і XX століття - це перепочинок, подібний до тієї, яка була в середні віки. Після потепління температура знову знизиться і настане новий льодовиковий період. Інші кажуть, що температури безперервно підвищуватимуться.

В результаті господарської діяльності людини в атмосферу у дедалі більшій кількості надходить вуглекислий газ, що створює тепличний ефект; Окиси азоту вступають у хімічні реакції з озоном, руйнують перешкоду, завдяки якій існує Землі як людство, а й усе живе. Відомо, що озоновий екран перешкоджає проникненню ультрафіолетового випромінювання, яке згубно впливає на живий організм. Вже зараз у великих містах та промислових центрах підвищено теплову радіацію. Найближчим часом цей процес посилиться. Теплові викиди, які в даний час впливають на погоду, в майбутньому інтенсивніше впливатимуть на клімат.

Встановлено, що у земній атмосфері прогресивно знижується кількість вуглекислого газу. Протягом усієї геологічної історії вміст цього газу в атмосфері дуже змінювався. Був час, коли вуглекислого газу в атмосфері було в 15-20 разів більше, ніж зараз. Температура Землі у період була досить високої. Але варто було кількості вуглекислоти в атмосфері знизитися, як температури знижувалися.

Прогресивне зниження вуглекислого газу в атмосфері почалося близько 30 млн років тому і триває нині. Розрахунки показують, що зменшення атмосферної вуглекислоти відбуватиметься і надалі. Внаслідок зниження кількості вуглекислого газу відбудеться нове сильне похолодання, настане заледеніння. Це може статися за кілька сотень тисяч років.

Це песимістична картина майбутнього нашої Землі. Але тут не враховується вплив господарської діяльності людства на клімат. А воно настільки велике, що рівноцінно деяким природним явищам. У наступні десятиліття основний вплив на клімат надаватиме принаймні три фактори: швидкість зростання вироблення різних видів енергетики, головним чином теплової; збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері внаслідок активної господарської діяльності людей; зміна концентрації атмосферного аерозолю.

У наш час природне зменшення атмосферної вуглекислоти як було призупинено внаслідок господарську діяльність людства, а й у 50-ті і 60-ті роки почали повільно підвищуватися концентрації вуглекислого газу атмосфері. Це було зумовлено розвитком промисловості, різко збільшеною кількістю палива, що спалюється, необхідного для вироблення тепла і енергії.

Значний вплив на вміст атмосферної вуглекислоти та формування клімату надають вирубки лісових масивів, що продовжуються у зростаючих розмірах, як у тропічних країнах, так і в помірному поясі. Зменшення площі лісових масивів призводить до двох небажаних для людства наслідків. По-перше, скорочується процес переробки вуглекислого газу та виділення рослинами вільного кисню в атмосферу. По-друге, при вирубуванні лісів, як правило, оголюється земна поверхня, а це призводить до того, що сонячна радіація відбивається сильніше і замість нагрівання та збереження тепла в приземній частині поверхня, навпаки, охолоджується.

Проте за прогнозі клімату майбутнього треба з реально існуючих тенденцій, викликаних господарської діяльністю людини. Аналіз численних матеріалів з антропогенних факторів, що впливають на клімат, дозволив радянському вченому М.І. Будико ще на початку 70-х років дати досить реалістичний прогноз, згідно з яким концентрація атмосферної вуглекислоти, що збільшується, призведе до підвищення середніх температур приземної частини повітря до початку XXI ст. Цей прогноз на той час був практично єдиним, оскільки багато кліматологів вважали, що процес похолодання, що почався в 40-ті роки нинішнього століття, буде продовжуватися. Час підтвердив правильність прогнозу. Ще 25 років тому вміст вуглекислого газу в атмосфері становив 0,029%, але за минулі роки він збільшився на 0,004%. Це, своєю чергою, призвело до зростання середніх глобальних температур майже на 0,5°C.

Яким чином розподіляться температури на земній кулі після підвищення? Найбільші зміни температури приземної частини повітря відбуватимуться у сучасних арктичному та субарктичному поясах у зимовий та осінній сезон. В Арктиці середня температура повітря у зимовий сезон зросте майже на 2,5-3°C. Таке потепління в галузі розвитку морських льодів призведе до їх поступової деградації. Танення розпочнеться у периферичних частинах льодовикового щита та повільно зміщуватиметься у центральні райони. Поступово товщина льоду та площа крижаного покриву зменшуватимуться.

У зв'язку зі зміною температурного режиму в найближчі десятиліття має стати іншим характер водного режиму земної поверхні. Глобальне потепління на планеті всього на 1° призведе до зменшення кількості опадів у значній частині степової та лісостепової зон помірного кліматичного поясу приблизно на 10-15% і збільшення приблизно на таку ж величину зволоженої зони в субтропічному поясі. Причини такої глобальної зміни полягають у суттєвій зміні атмосферної циркуляції, яка відбувається внаслідок зменшення різниці температур між полюсами та екватором, між океаном та континентами. У період потепління танення льодів у горах і особливо у полярних областях викликає підвищення рівня Світового океану. Збільшена площа дзеркала водної поверхні чинитиме сильний вплив на формування атмосферних фронтів, хмарності, зволоженості і значною мірою вплине на зростання випаровуваності з поверхні морів та океанів.

Передбачається, що у першій чверті ХХІ ст. у тундровій зоні, яка на той час повністю зникне та заміниться тайгової, опади здебільшого випадатимуть у вигляді дощів та загальна сума опадів набагато перевищить сучасні. Вона досягне величини 500-600 мм на рік. Враховуючи те, що середні літні температури в сучасній тундровій зоні підвищаться до 15-20°С, а середні зимові - до мінус 5-8°С, ці області перейдуть у пояс помірного клімату. Тут виникнуть ландшафти хвойних лісів (тайгова область), але не виключена можливість появи зони мішаних лісів.

При розвитку потепління у Північній півкулі розширення географічних чи ландшафтно-кліматичних областей відбуватиметься у північному напрямку. Сильно розширяться області рівномірного та змінного зволоження. Що ж до областей з недостатнім зволоженням, то зміна температурного режиму позначиться на міграції областей пустель і напівпустель. Зволоження, що збільшується в тропічних і екваторіальних областях, викличе поступово скорочення пустельних і напівпустельних ландшафтів. Вони скорочуватимуться на південних кордонах. Однак натомість відбудеться розширення їх на північ. Посушливі області начебто мігруватимуть на північ. Передбачається також розширення у межах помірного поясу лісостепових та степових областей за рахунок скорочення зони широколистяних лісів.

8. Вплив клімату в розвитку цивілізації

клімат льодовиковий докембрійський

Господарська діяльність людини багато в чому залежить від клімату та визначається ним. На зорі розвитку людського суспільства клімат був одним з головних факторів, який визначав вибір людиною місць проживання та полювання, місць збирання, а надалі і вирощування певних продуктів харчування тощо. Клімат впливав навіть у розвиток цивілізації. Так, під час потепління ісландські поселенці посилали своїх колоністів на захід Гренландії. В результаті похолодання колонія в Гренландії занепала, а надалі посилення холоду призвело до знищення і основних колоній норманів в Ісландії.

Послідовне посилення посухи біля Близького і Середнього Сходу, що відбувалося в 1 тисячолітті до н.е., призвело до знищення багатьох найбільших для свого часу міст і поселень. Багато з них надалі виявилися похованими під шаром піску пустель, що наступають. Отже, зміна клімату у той чи інший бік призводила до дуже серйозних наслідків у розвиток цивілізацій.

Історичні дані дають величезний матеріал, що свідчить про те, що похолодання або посуха в давнину призводили до різкого скорочення сільськогосподарської продукції і на зв'язку з цим періодично наступали голодні роки.

Згідно з численними оцінками кліматологів, клімат, що змінюється, може вплинути на виробництво продовольства, як у регіональному, так і в глобальному масштабі. Так, наприклад, після Другої світової війни врожайність зернових культур зросла внаслідок впровадження нової технології в обробітку ґрунту, обробітку, правильного внесення необхідної кількості добрив, виведення нових посухостійких та морозостійких сортів тощо. В останні десятиліття світове продовольче виробництво зростало на 3% на рік головним чином за рахунок введення нових площ під сільськогосподарські угіддя. Але разом з тим приріст продовольчого виробництва, що відбувався протягом 60-х років 20 ст., різко знизився на початку 70-х років і головним чином 1972 р. внаслідок несприятливого впливу кліматичних аномалій.

Великий вплив клімат на розподіл водних та енергетичних ресурсів. Не викликає сумніву той факт, що коливання клімату виражаються у зміні циркуляції атмосфери, загальної кількості атмосферних опадів, режиму випадання опадів та загальної кількості річкового стоку. Незважаючи на те, що системи водопостачання та водосховища спроектовані з певними запасами, що враховують погодні зміни у зв'язку з можливими змінами режиму випадання атмосферних опадів у майбутньому, у регіонах, розташованих у посушливому кліматі, можуть виникнути великі проблеми з водопостачанням населених пунктів та промислових об'єктів.

Певною мірою зміни клімату, як у бік похолодання, так і потепління в майбутньому внесуть свої корективи у вироблення та споживання енергії. Невідновлюваність паливних ресурсів та неухильне їх скорочення з часом створюють додаткові проблеми, які особливо рельєфно виражаються при похолоданні.

Незважаючи на таку очевидну залежність господарської діяльності людини від клімату, технічні засоби, рівень розвитку науки і особливо зростання технічних можливостей в найближчому майбутньому можуть сильно змінити характер впливу кліматичних змін.

Висновок

Розглядаючи процес формування та розвитку клімату Землі з історичного боку, можна дійти висновку про те, що протягом останніх 600 млн. років клімат неодноразово з певною періодичністю змінювався. Відповідно до кліматичних коливань відбувалася зміна природних умов, змінювався склад атмосфери, розвивалося органічне життя, розширювалися ареали проживання рослин та тварин. З часом виникали нові типи клімату та невідомі ранні ландшафтно-кліматичні умови.

Численні дослідження кліматологів різних країн свідчать про те, що господарська діяльність людини, пов'язана зі спалюванням викопного палива в дедалі більшій кількості, а також скорочення лісових масивів зрештою призведуть до зміни хімічного складу атмосфери. Очікується, що у найближчі десятиліття концентрація вуглекислого газу атмосфері зросте до півтора, а першої чверті 21 століття - майже 2 разу проти сучасної епохою. Для надійного прогнозування, і, головне, визначення генерального напрями господарську діяльність людини у найближчі десятиліття необхідно правильно уявити як характер чи тенденцію зміни температури, а й дати об'єктивну характеристику очікуваних змін у природних умовах. Цьому неоціненну допомогу надає визначення часу існування аналогічних кліматичних умов у геологічному минулому та зіставленні природних умов із передбачуваним у майбутньому.

Список першоджерел

1. Ясаманов Н.А. Цікава кліматологія. 1989.

Ясаманов Н.А. Стародавні клімати Землі. 1985

Вікіпедія – вільна енциклопедія. http://ua.wikipedia.org/wiki/Малий_льодовиковий_період

http://www.fio.vrn.ru/2004/7/index.htm

BBC «Кліматичні війни» (документальний фільм) 2008

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.