A jégtakarók olvadását kísérő tektonikus és vulkanikus események - áttekintés

2018. április 28 James Ayre

Amint a világ jégtakarói megolvadnak, óriási nyomás nehezedik le az őket befogadó kontinentális kérgekről, valamint a környező óceáni medencékről. Valami hasonló nagyjából igaz, de sokkal kisebb mértékben a világ fennmaradó nagy gleccsereire (gondoljunk csak a Himalájára).

Amint ez a nyomás megszűnik, több tízmillió éves ottlét után ébrednek a tektonikus és vulkanikus tulajdonságok, amelyek több százezer évig vagy akár több tízmillió évig szunnyadtak - csakúgy, mint a szélesebb geológiai-rendszerelemek és folyamatok.

A Kelet-Antarktisz jégtakarói gyakorlatilag ott voltak ilyen vagy olyan formában

15 millió évvel (bár kisebb mértékben, mint most), míg a grönlandi jégtakaró egy része 120 000–130 000 évvel ezelőtt, az emem interglaciális időszakában, részben felolvadt. Más szóval, a szóban forgó régiók vulkanikus és tektonikus nyomása ma már jól alapozott.

Bár mindez csak egy horrortörténetnek vagy valaminek hangozhat az ezt olvasók egy részének, ennek oka is van - a rendkívül traumatikus természeti katasztrófák alapvető érzéke az emberekben kulturálisan (és esetleg genetikailag is) kódolt, történetek a járművet, hogy az ilyen tudatosság a felszínre kerüljön. (Ezt sok ember veszi igénybe, beleértve az enyémet is.) Ez az alapvető érzék gyakorlatilag több száz vagy ezer évezredes "emberi" tapasztalatot hoz magával a szélsőséges természeti zavarokban és katasztrófákban. Ezért a viszonylag gyakori emberi rajongás irántuk (gondoljunk csak arra, hogy egyesek, de nem minden ember természeténél fogva óvakodik a kígyóktól és a pókoktól, annak ellenére, hogy közvetlen veszélye nagyon korlátozott).

A valóság az, hogy az elmúlt néhány ezer év szinte hihetetlenül stabil (elő) történelmi mércével mérve, amikor a geológiai és vulkanikus eseményekről van szó. Hosszabb idõszakokra visszatekintve az ember rendszeresen „civilizációt romboló” természeti katasztrófának tekintheti.

Az ember természetesen gyakran lát olyan óceánokat is, ahol áramlatok, szelek és hullámok vannak, amelyek hatékonyan lehetetlenné tennék a modern stílusú, nagyméretű óceáni hajózást. Úgy tűnik, hogy ezek az időszakok gyakran hatalmas és hatalmas viharoknak is otthont adnak, amelyek nem rendelkeznek modern analógokkal. De ez a téma e tekintetben többnyire sem itt, sem ott. Bár megjegyzem, hogy a tengerszint emelkedésével és az óceán hőmérsékletének emelkedésével az óceánok által borított földterület összessége növekszik, és az óceán teljes területének nagyobb része sekély területekhez fog kapcsolódni - ami a a nyílt óceánok sokkal veszélyesebb hely, mint most.

Visszatérve a tárgyalt témához, itt áttekintést nyújtok a ránk váró lehetséges vulkanikus és geológiai eseményekről, amikor a világ jégtakarói eltűnnek, és az alattuk eltemetett folyamatok felébrednek. Ezt úgy fogom megtenni, hogy azt teszem, ami az emberi lét során megbízhatóan megjósolta a legjobb előrejelzéseket - egy pillantást vetve a múltra (a tényleges geológiai történelemre), következtetéseket levonva és intuitív módon kivetítve a jövőbe.

Alapvető pontok és ütemtervek - Klímaváltozás, tengerszint-emelkedési impulzusok és a vulkáni hűtés lehetséges visszajelzésének korlátozott hatásai

Emlékeztetőül, hogy ez miért számít, fel kell ismerni, hogy a világ 2100-ig 3 ° C és 8 ° C közötti hőmérséklet-emelkedést mutat - jóformán elegendő ahhoz, hogy a Nyugat-Antarktisz és Grönland teljes olvadáshoz vezethessen jégtakarók, és esetleg a kelet-antarktiszi jégtakaró is.

Ami az ilyen olvadás időzítését illeti, feltételezve, hogy a fent említett felmelegedési tartomány 2100-ra bekövetkezik, nem szabad azt feltételezni, hogy az olvadás és az összeomlás lassan vagy egyenletesen következik be. Ahogy azt James Hansen társszerzője egy 2007-es cikkben megjegyezte: „A paleoklíma adatokban nem találunk bizonyítékot a kényszerítés és a jégtakaró-válasz közötti évezredes késésekre. Valószínűnek tűnik egy évszázadok óta tartó jégtakaró válaszideje, és nem zárhatjuk ki, hogy a tizedik idősávban nagy változások történjenek, ha a széleskörű felszíni olvadás folyamatban van. "

Ez a helyzet valósága - a korábbi jégtakaró-olvadási folyamatok katasztrofális pulzus eseményeknek adtak otthont, amelyek során a globális átlagos tengerszint néhány tíz év alatt sok tíz méterrel emelkedett.

Ilyen esetekben a tektonikus lemezeken és a vulkáni hotspotokon a nyomásváltozások súlyosak lettek volna, rövid vagy középtávon közvetlenül a vulkanikus és tektonikus aktivitás jelentős emelkedéséhez vezetnek, amint azt a kérdést feltáró számos tanulmány megállapította. (Például a vulkanizmus szempontjából a jégtelenítő régiókban a 12 000 évvel ezelőtti és 7 000 évvel ezelőtti háttérszint 2-6-szorosával.)

E tekintetben a múltban, amikor ezt a témát felvetették, hallottam néhány embert azzal érvelni, hogy a vulkanizmus ilyen mértékű növekedése globális lehűlést eredményezne a fényvisszaverő vegyületek légkörbe kerülése miatt. A geológiai történelem visszatekintése azonban egyértelműen azt mutatja, hogy ez az elképzelés téves - a fényvisszaverő vegyületek felszabadulása miatti vulkanikus hűtés nagyon rövid távú jelenség, míg az üvegházhatású gázok éghajlatának kényszerítése sokkal hosszabb ideig játszik szerepet. Egyszerűsítése érdekében az üvegházhatású gázok légköri gázok, míg az imént tárgyalt fényvisszaverő vegyületek lényegében por (amely nagyrészt ülepedik).

Ezzel kapcsolatban itt fel kell ismerni, hogy a fosszilis tüzelőanyagok jelenlegi széles körű égetése maga után vonja az ilyen fényvisszaverő vegyületek légkörbe történő kibocsátását. Ha az égés mostanában teljesen megszűnik, az ilyen vegyületek által biztosított „hűtő” hatás csak néhány év alatt megszűnik, míg az eddig kibocsátott üvegházhatású gázok által nyújtott „fűtési” hatások a jövőben is folytatódnak. Jelenleg az üvegházhatás már jelentősen elhomályosítja a hűtőhatást, de a fényvisszaverő vegyületek leülepedésével a hőnyereség gyorsan felerősödik - kissé elkapva a világot 22-ben hagyja el a világot a fosszilis tüzelőanyagok égetésénél.

Továbblépés a cikk lényegére ...

Az Antarktisz vulkanikus és tektonikus potenciálja a korábbi jégtakaró-olvadási eseményekkel kapcsolatban (+ szén-varrat tüzek?)

Először is meg kell jegyezni, hogy néhány kutatás, amely a vulkanikus események és a jégtakaró olvadásának kapcsolatát vizsgálta, felvetette azt az elméletet, hogy a jégkorszakról az interglaciális időszakokra viszonylag gyors elmozdulások egyik mozgatórugója (amint ez gyakran látható a geológiai feljegyzésekben) valójában a vulkanizmus növekvő üteme.

Az elképzelés az, hogy a jégtakarók olvadásával a csökkent nyomás a vulkanizmus növekedéséhez vezet (amint az a nyilvántartásban is megfigyelhető), és ez a légköri üvegházhatást okozó gázok koncentrációjának növekedéséhez vezet középtávon. Tehát ismételten elmondva, hogy középtávon a vulkanizmus növekvő aránya emelkedő hőmérséklethez vezet - mivel a fényvisszaverő vegyületek légkörbe történő vulkáni emissziója miatt a hűtési hatás rövid életű, míg az üvegházhatású gázok hatása sokkal tovább él.

Ezzel szemben ez az ötlet magában foglalja azt az állítást, miszerint a vulkanizmus csökkenése (amint az interglaciálisak elhúzódnak) a légköri üvegházhatást okozó gázok koncentrációjának és hőmérsékletének okai - és ezáltal visszatérés a jeges körülményekhez.

Érdekes módon úgy tűnik, hogy a bizonyítékok azt is mutatják, hogy a hőmérséklet emelkedésével és így a tengerszint emelkedésével (a jégolvadéktól) a tengerfenéken csökken a vulkáni aktivitás - a rajta nyugvó víz nagyobb súlya miatt. A tektonikus aktivitás más kérdés - mivel az óceáni tömeg növekedése fokozhatja a földrengések és hasonló események intenzitását.

Visszatérve az itt található sajátosságokra, az Antarktisz perifériái körül jelenleg számos vulkán működik, de ami nagyon érdekes, az a kiterjedt vulkanikus öv jelenléte a Nyugat-Antarktisz jégtakarója alatt - amely a világ talán legnagyobb ilyen vulkánövezete egy nemrégiben készült tanulmány (legalább 138 erős, némelyik elég kiterjedt).

Amint azt a tanulmány megállapítja, a Nyugat-Antarktiszon található a Föld egyik legszélesebb kiterjedt kontinentális kérgének régiója is, így nem meglepő, ha megtudjuk, hogy a régió vulkanikus és tektonikus aktivitása potenciálisan (időszakosan) meglehetősen magas.

Ami azonban itt különösen figyelemre méltó számunkra, azok a lehetséges hatások, amelyeket egy ilyen szubglaciális vulkanikus és tektonikus tevékenység gyakorolhat a közeli jégtakarók stabilitására. Végül sem szükséges, hogy egy jégtakaró teljesen megolvadjon egy nagy vulkán kitöréséhez - a részleges olvadás és ezáltal a kompresszió nagymértékben csökken, önmagában is elegendő lehet ahhoz, hogy széles körű szubglaciális vulkáni tevékenységet indítson a régióban.

És mi vezetne a vulkanikus és tektonikus aktivitás jelentős növekedéséhez a régióban? Megnövekedett jégtakaró-olvadási arány? Nagy részleges összeomlás események? A tengerszint emelkedése néhány-tíz méteres impulzusokból néhány év alatt? A szubglaciális vulkánkitörések milyen mértékben növelhetik a bazális jégtakaró áramlási sebességét?

Természetesen senki sem mondhat biztosat egyikükről sem, de jelenleg nagyon figyelemre méltó, hogy bizonyítékok vannak arra vonatkozóan, hogy az őstörténet során számos nagy tengerszint-emelkedési impulzus maradt fenn, és kétértelmű eredetű. A fent tárgyalt spekulációk potenciális (részleges) választ adnak.

Visszatérve az ismert világhoz, az Antarktiszon jelenleg legalább 4 vulkán található a szárazföldön, és számos vulkán található a közeli szigeteken. Amint az várható volt, ezek az aktív vulkánok csak azért ismertek, mert a jégtakarók peremén vagy a felszínen helyezkednek el. Bármilyen vulkánok is vannak a hatalmas jégtakarók alatt, arra következtetni kell (bár ezek egyértelműen elterjedtek, és a Nyugat-Antarktiszon legalább 138 van, amint azt fentebb megjegyeztük).

A 4 aktív szárazföldi vulkán a következő: Berlin-hegy; Hampton-hegy; Melbourne-hegy; és a Kauffman-hegy - három rétegvulkán és egy kaldera. A környező szigeteken szép számmal vannak aktív és nagy vulkánok, köztük a Mount Erebus és a Deception Island, amelyek mind viszonylag aktívak voltak a közelmúlt történetében. További ismert vulkánok a szigeten: Pingvin-sziget; Csat-sziget; Lindenberg-sziget; és a Paulet-sziget.

A Nyugat-Antarktisz környékén számos víz alatti vulkán is található, amelyek közül néhány viszonylag sekély területen található.

A régióban a viszonylag „aktív” vulkánok magas szintjére vonatkozó bizonyítékok között szerepelnek a kifejezett geomágneses anomáliák, a szubglaciális vulkanizmus bizonyítékai és a magas regionális hőáramlatok - mindezek így vannak, amelyek az utóbbi évszázadok viszonylagos csendjét feltételezik a nyugat-antarktiszi vulkanizmus vonatkozásában. a végtelenségig folytatódik, valószínűleg tévednek. Amint az ott található jégtakarók tovább bocsátják ki a tömeget (és ezzel csökkentik a tömörítést), az aktivitás növekedése valószínűnek tűnik.

Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni a téma megvitatása során, a transzantarktiszi hegység körüli nagy szénlelőhelyek és olajpalák (amelyek leginkább a devoni és a jura időszakra nyúlnak vissza) jelenléte. Bár ez a lehetőség alacsony valószínűségű esemény, mégis érdemes megfontolni, hogy mi történne, ha ezeket a relativitásnak kitett szénvarratokat vulkanizmus révén gyújtanák meg (ez az esemény úgy tűnik, hogy az őstörténelem során számos alkalommal előfordult a világ különböző részein) ).

Grönland vulkanikus és tektonikus potenciálja, ahogy a jégtakaró megolvad

Mit tudunk Grönland vulkanikus és tektonikus történetéről? Nem sok, a jégtakaró nagy vastagsága miatt, amely a sziget nagy részét lefedi, és az eddigi korlátozott kutatások miatt. Amit azonban biztosan állíthatunk, az az, hogy egy vulkáni hotspot csak keletre található az izlandi szigeten. Megjegyezhetjük azt is, hogy Izlandról ismert, hogy a vulkanikus aktivitás növekedését tapasztalta, amikor eljegesedett.

Ez azt jelenti, hogy valami hasonló fog történni Grönlandon (de sokkal nagyobb léptékben)? Ebben a pillanatban senki sem mondhat biztosat így vagy úgy.

Annak ellenére, hogy ez a helyzet, mégis megjegyzem itt, hogy tekintettel a sziget tálszerű formájára (a jégtakarót középen tartva), a lehetséges szubglaciális vulkánkitörések valószínűleg megnövelnék a jégtakaró olvadási sebességét és a tengerbe ömlik. A geológiai történelem ezt mutatja Izland esetében, és valami nagyon hasonlóra következtettek arra, hogy a Nyugat-Antarktiszon a múltban is sokszor történt.

Valami, ami kevésbé vitatható, azok a hatások, amelyeket Grönland valóban hatalmas jégtakarójának megolvadása a tágabb régió tektonikai stabilitására gyakorolna. Nagyjából adott, hogy nagy tektonikus események következnének a közel- vagy középtávon, ha a jégtakaró teljesen (vagy akár csak nagyrészt) szétesne. Más szem előtt kell tartani az ilyen olvadási események lehetőségeit, amelyek a tengerfenék üledékének összeomlását idézik elő, például azt, amelyről azt gondolták, hogy óriási cunamit okozott, amely Nyugat-Európát az őstörténetében érte; valamint a jégkorszak utáni nagy visszapattanás elkerülhetetlensége a környező területeken (a föld a kompresszió hiánya miatt emelkedik).

Természetesen vannak más lehetőségek is, de a fentieknek jobban meg kell engedniük az ezt olvasóknak, hogy jobban megértsék a jégtakaró olvadásának, valamint a regionális, vulkanikus és tektonikus aktivitás ciklusainak összekapcsolódását. Míg a ciklusok nem világosan mutatnak világosan, amikor ilyen dolgokról van szó, inkább regionális és helyi szinten mutatkoznak meg.

Értékeli a CleanTechnica eredetiségét? Fontolja meg, hogy a CleanTechnica tagjává, támogatójává vagy nagykövetévé válik - vagy a Patreon pártfogója.

Iratkozzon fel ingyenes napi hírlevelünkre vagy heti hírlevelünkre, hogy soha ne hagyjon ki egy történetet.

Van tippje a CleanTechnica-ra, hirdetni szeretne, vagy vendéget szeretne ajánlani a CleanTech Talk podcastunkhoz? Vegye fel velünk a kapcsolatot itt.

A legújabb Cleantech Talk epizód

A szerzőről

James Ayre James Ayre háttere főleg a geopolitikában és a történelemben rejlik, de megszállottan érdekli szinte minden. Dortmund birodalmi szabadvárosában töltött korai élet után James a Ruhr folyón haladt Cofbuokheimig, ahol az Astnide-i Egyetemen tanult. És ahol röviden fontolgatta a szénbányászatba való belépést is. Jelenleg életről ír, sokféle témában, a tudománytól a politikáig, a hadtörténetig, a megújuló energiákig.