Era do Gelo





Uma idade gelo é um longo período de diminuição da temperatura da Terra superfície e atmosfera 's, o que resulta na presença ou na expansão de continentais e polares folhas de gelo e Alpine geleiras . A Terra está atualmente na glaciação do Quaternário , conhecida na terminologia popular como a Era do Gelo . Os pulsos individuais de clima frio são denominados " períodos glaciais " (ou, alternativamente, "glaciais", "glaciações" ou "estágios glaciais", ou coloquialmente, "eras glaciais") e períodos quentes intermitentes são chamados de " interglaciais ". "outros períodos da história da Terra .

Na terminologia da glaciologia , a idade do gelo implica a presença de extensas camadas de gelo nos hemisférios norte e sul. Por esta definição, estamos em um período interglacial - o Holoceno . A quantidade de gases de captura de calor emitidos nos oceanos e na atmosfera da Terra impedirá a próxima era do gelo, que de outra forma começaria em cerca de 50.000 anos, e provavelmente mais ciclos glaciais

Origem da teoria da idade do gelo

Em 1742, Pierre Martel (1706–1767), engenheiro e geógrafo que vive em Genebra , visitou o vale de Chamonix, nos Alpes de Sabóia .Dois anos depois, ele publicou um relato de sua jornada. Ele relatou que os habitantes daquele vale atribuíam a dispersão de pedras irregulares às geleiras, dizendo que uma vez se estenderam muito mais longe. Mais tarde, explicações semelhantes foram relatadas de outras regiões dos Alpes. Em 1815, o carpinteiro e camurçaO caçador Jean-Pierre Perraudin (1767–1858) explicou que pedras erráticas no Val de Bagnes, no cantão suíço de Valais, eram devidas a geleiras que se estendiam mais adiante.  Um lenhador desconhecido de Meiringen em Bernese Oberland defendeu uma ideia semelhante em uma discussão com o geólogo suíço-alemão Jean de Charpentier (1786-1855) em 1834. Explicações comparáveis ​​são também conhecidas do Val de Ferret em Valais eo Zelândia, na Suíça ocidental  e no Goethe 's trabalho científico . Tais explicações também podem ser encontradas em outras partes do mundo. Quando o naturalista bávaro Ernst von Bibra(1806–1878) visitou os Andes Chilenos em 1849–1850, os nativos atribuíram as morenas fósseis à antiga ação das geleiras.

Enquanto isso, estudiosos europeus começaram a se perguntar o que causou a dispersão de material errático. A partir de meados do século XVIII, alguns discutiram o gelo como meio de transporte. O especialista em mineração sueco Daniel Tilas (1712-1772) foi, em 1742, a primeira pessoa a sugerir a deriva do gelo marinho para explicar a presença de rochas erráticas nas regiões escandinava e báltica.  Em 1795, o filósofo e cavalheiro naturalista escocês James Hutton (1726–1797) explicou rochas irregulares nos Alpes pela ação das geleiras. Duas décadas depois, em 1818, o botânico sueco Göran Wahlenberg (1780–1851) publicou sua teoria de uma glaciação da península escandinava. Ele considerava a glaciação como um fenômeno regional.

Apenas alguns anos depois, o geólogo dinamarquês-norueguês Jens Esmark (1762–1839) argumentou uma sequência de eras glaciais mundiais. Em um artigo publicado em 1824, a Esmark propôs mudanças no clima como a causa dessas glaciações. Ele tentou mostrar que eles se originaram de mudanças na órbita da Terra.  Durante os anos seguintes, as idéias de Esmark foram discutidas e assumidas em partes por cientistas suecos, escoceses e alemães. Na Universidade de Edimburgo, Robert Jameson (1774-1854) parecia estar relativamente aberto às idéias de Esmark, conforme revisado pelo professor norueguês de glaciologia Bjørn G. Andersen (1992).  Os comentários de Jameson sobre as antigas geleiras na Escócia foram mais provavelmente solicitados pela Esmark. Na Alemanha, Albrecht Reinhard Bernhardi (1797–1849), geólogo e professor de silvicultura em uma academia em Dreissigacker, desde sua incorporação na cidade de Meiningen , no sul da Turíngia , adotou a teoria de Esmark. Em um artigo publicado em 1832, Bernhardi especulou sobre as antigas calotas polares chegando até as zonas temperadas do globo.

Em 1829, independentemente desses debates, o engenheiro civil suíço Ignaz Venetz (de 1788 a 1859) explicou a dispersão de pedras erráticas nos Alpes, nas proximidades das Montanhas Jura e na planície norte-alemã como sendo devido a enormes geleiras. Quando leu seu artigo na Schweizerische Naturforschende Gesellschaft , a maioria dos cientistas permaneceu cética. Finalmente, Venetz convenceu seu amigo Jean de Charpentier. De Charpentier transformou a ideia de Venetz em uma teoria com uma glaciação limitada aos Alpes. Seus pensamentos pareciam a teoria de Wahlenberg. De fato, ambos os homens compartilhavam o mesmo vulcanismo, ou no caso de Charpentier, bastante plutonistasuposições, sobre a história da Terra. Em 1834, de Charpentier apresentou seu trabalho antes da Schweizerische Naturforschende Gesellschaft.  Enquanto isso, o botânico alemão Karl Friedrich Schimper (1803–1867) estava estudando musgos que cresciam em pedregulhos erráticos no planalto alpino da Baviera. Ele começou a se perguntar de onde tais massas de pedra tinham vindo. Durante o verão de 1835, ele fez algumas excursões aos Alpes da Baviera. Schimper chegou à conclusão de que o gelo deve ter sido o meio de transporte para os pedregulhos no planalto alpino. No inverno de 1835 a 1836, ele realizou algumas palestras em Munique. Schimper então assumiu que deve ter havido tempos globais de obliteração ("Verödungszeiten") com um clima frio e água congelada. Schimper passou os meses de verão de 1836 em Devens, perto de Bex, nos Alpes suíços, com seu ex-amigo universitário Louis Agassiz (1801–1873) e Jean de Charpentier. Schimper, De Charpentier e possivelmente Venetz convenceu Agassiz de que houve um tempo de glaciação. Durante o inverno de 1836/37, Agassiz e Schimper desenvolveram a teoria de uma seqüência de glaciações. Basearam-se principalmente nas obras precedentes de Venetz, de Charpentier e em seu próprio trabalho de campo. Agassiz parece já estar familiarizado com o jornal de Bernhardi na época.  No início de 1837, Schimper cunhou o termo "idade do gelo" ( "Eiszeit" ) para o período das geleiras.Em julho de 1837, Agassiz apresentou sua síntese antes da reunião anual da Schweizerische Naturforschende Gesellschaft em Neuchâtel. O público era muito crítico e alguns se opunham à nova teoria porque contradizia as opiniões estabelecidas sobre a história climática. A maioria dos cientistas contemporâneos achava que a Terra estava esfriando gradualmente desde o seu nascimento como um globo fundido.

A fim de superar essa rejeição, Agassiz embarcou no trabalho de campo geológico. Ele publicou seu livro Study on Glaciers ("Études sur les Glaciers ") em 1840.De Charpentier foi posto para fora por isso, como ele também estava preparando um livro sobre a glaciação dos Alpes. De Charpentier achava que Agassiz deveria ter lhe dado precedência, já que foi ele quem introduziu Agassiz em uma pesquisa glacial aprofundada. Além disso, Agassiz, como resultado de brigas pessoais, omitiu qualquer menção a Schimper em seu livro.

Todos juntos, levou várias décadas até que a teoria da era do gelo fosse totalmente aceita pelos cientistas. Isso aconteceu em escala internacional na segunda metade da década de 1870, após o trabalho de James Croll , incluindo a publicação de Climate and Time, em suas relações geológicas em 1875, que forneceu uma explicação confiável para as causas das eras glaciais.

Evidências de eras glaciais
Existem três tipos principais de evidências para as idades do gelo: geológicas, químicas e paleontológicas.

Evidências geológicas para as eras glaciais vêm em várias formas, incluindo arranhões e arranhões das rochas, morenas glaciais , rufos de vales, corte de vales e deposição de plantio direto ou cerrado e errático glacial . Glaciações sucessivas tendem a distorcer e apagar a evidência geológica, dificultando a interpretação. Além disso, essa evidência era difícil de datar exatamente; As primeiras teorias supunham que os glaciais eram curtos em comparação com os longos interglaciais. O advento dos sedimentos e núcleos de gelo revelou a verdadeira situação: os glaciais são longos, interglaciais curtos. Levou algum tempo para a teoria atual ser trabalhada.

A evidência química consiste principalmente em variações nas razões de isótopos em fósseis presentes em sedimentos e rochas sedimentares e núcleos de sedimentos oceânicos. Para os períodos glaciais mais recentes, os núcleos de gelo fornecem proxies climáticos de seu gelo e amostras atmosféricas de bolhas de ar incluídas. Como a água contendo isótopos mais pesados ​​tem maior calor de evaporação , sua proporção diminui com condições mais frias. Isso permite que um registro de temperatura seja construído. Essa evidência pode ser confundida, no entanto, por outros fatores registrados por razões isotópicas.


A evidência paleontológica consiste em mudanças na distribuição geográfica dos fósseis. Durante um período glacial, organismos adaptados ao frio se espalham em latitudes mais baixas, e organismos que preferem condições mais quentes se extinguem ou são espremidos em latitudes mais baixas. Essa evidência também é difícil de interpretar porque requer (1) sequências de sedimentos cobrindo um longo período de tempo, em uma ampla faixa de latitudes e que são facilmente correlacionadas; (2) organismos antigos que sobrevivem por vários milhões de anos sem mudança e cujas preferências de temperatura são facilmente diagnosticadas; e (3) a descoberta dos fósseis relevantes.

Apesar das dificuldades, a análise dos núcleos de gelo e sedimentos oceânicos mostrou períodos de glaciais e interglaciais nos últimos milhões de anos. Estes também confirmam a ligação entre as eras glaciais e os fenómenos da crosta continental, tais como morenas glaciais, tambores e erráticos glaciais. Portanto, os fenômenos da crosta continental são aceitos como uma boa evidência de eras glaciais anteriores quando são encontrados em camadas criadas muito antes do intervalo de tempo para o qual os núcleos de gelo e os núcleos de sedimentos oceânicos estão disponíveis.

Principais eras glaciais

Houve pelo menos cinco grandes eras glaciais na história da Terra (o Huroniano , o Criogeniano , o Andino-Saara , o Paleozóico tardio e a mais recente Era do Gelo Quaternário ). Fora dessas eras, a Terra parece estar livre de gelo, mesmo em altas latitudes.

As rochas da era glacial mais antiga, chamada de Huronian , se formaram em torno de 2,4 a 2,1 Ga ( bilhões de anos) atrás, durante o início do Epo Proterozóico . Várias centenas de km do Supergrupo Huroniano estão expostas de 10 a 100 km ao norte da costa norte do Lago Huron, que se estende de perto de Sault Ste. Marie a Sudbury, a nordeste do lago Huron, com camadas gigantescas de canteiros, pedras de pedras, varetas, vasos de plantas e rochas lavadas no subsolo. Depósitos Huronianos Correlativos foram encontrados perto de Marquette, Michigan , e foi feita correlação com depósitos glaciais Paleoproterozóicos da Austrália Ocidental. A era do gelo huroniano foi causada pela eliminação da atmosferametano , um gás de efeito estufa , durante o Grande Evento de Oxigenação .

A próxima era glacial bem documentada, e provavelmente a mais severa dos últimos bilhões de anos, ocorreu de 720 a 630 milhões de anos atrás (o período Criogeniano ) e pode ter produzido uma Terra de Bola de Neve na qual as placas glaciais de gelo alcançaram o equador . ] possivelmente sendo finalizado pelo acúmulo de gases de efeito estufa , como o CO 2 produzido pelos vulcões. "A presença de gelo nos continentes e gelo nos oceanos inibiria tanto o intemperismo do silicato quanto a fotossíntese , que são os dois maiores sumidouros de CO 2 atualmente."Tem sido sugerido que o final desta era do gelo foi responsável pela subsequente explosão Ediacarana e Cambriana , embora este modelo seja recente e controverso.

O Andino-Saariano ocorreu de 460 a 420 milhões de anos atrás, durante o final do Ordoviciano e o período siluriano .

A evolução das plantas terrestres no início do período Devoniano causou um aumento de longo prazo nos níveis de oxigênio planetário e redução dos níveis de CO 2 , o que resultou no gelo da Casa Paleozóica . Seu nome anterior, a glaciação de Karoo, foi nomeado após as plantações glaciais encontradas na região de Karoo, na África do Sul. Houve extensas calotas polares a intervalos de 360 ​​a 260 milhões de anos atrás na África do Sul durante os Períodos Carbonífero e Permiano . Correlativos são conhecidos da Argentina, também no centro do antigo supercontinente Gondwanaland .

A Glaciação Quaternária / Idade do Gelo Quaternário começou há cerca de 2,58 milhões de anos, no início do Quaternário, quando começou a disseminação das camadas de gelo no Hemisfério Norte. Desde então, o mundo tem visto os ciclos de glaciação com camadas de gelo avançando e recuando em escalas 40.000 e 100.000 anos de tempo chamados períodos glaciais , glacials ou avanços glaciais e interglaciais períodos interglaciais, ou retiros glaciais. A Terra está atualmente em um período interglacial e o último período glacial terminou há cerca de 10.000 anos. Tudo o que resta das camadas de gelo continentais são os lençóis de gelo da Groenlândia e da Antártida e geleiras menores, comoIlha de Baffin .

A definição do quaternário como início 2,58 Ma baseia-se na formação da calota de gelo do Árctico . A camada de gelo da Antártida começou a se formar mais cedo, a cerca de 34 Ma, no meio do Cenozóico ( Limite Eoceno-Oligoceno ). O termo Idade do Gelo Cenozóica Final é usado para incluir essa fase inicial.

A idade do gelo pode ser dividida por localização e tempo; por exemplo, os nomes Riss (180.000–130.000 anos pb ) e Würm (70.000–10.000 anos pb) referem-se especificamente à glaciação na região alpina . A extensão máxima do gelo não é mantida pelo intervalo completo. A ação de limpeza de cada glaciação tende a remover quase toda a evidência de camadas de gelo anteriores, exceto em regiões onde a folha posterior não alcança a cobertura total.

Glaciais e Interglaciais

Dentro das eras glaciais (ou pelo menos dentro da atual), ocorrem períodos mais temperados e mais severos. Os períodos mais frios são chamados períodos glaciais , os períodos mais quentes interglaciais , como o Estágio Eemiano .

Os glaciais são caracterizados por climas mais frios e secos na maior parte da Terra e grandes massas de terra e gelo marinho se estendendo para fora dos pólos. Os glaciares de montanha em áreas que, de outra forma, não se estendem às suas extensões, estendem-se a elevações mais baixas devido a uma linha de neve mais baixa . Os níveis do mar diminuem devido à remoção de grandes volumes de água acima do nível do mar nas calotas de gelo. Há evidências de que os padrões de circulação oceânica são interrompidos pelas glaciações. Como a terra tem glaciações continentais significativas no Ártico e na Antártica, estamos atualmente em um mínimo glacial de glaciação. Tal período entre os máximos glaciais é conhecido como um interglacial . Os glaciais e interglaciais também coincidiram com mudanças na órbita da Terra chamadas ciclos de Milankovitch .

A Terra esteve em um período interglacial conhecido como o Holoceno por cerca de 11.700 anos,  e um artigo na Nature em 2004 argumenta que ele pode ser mais análogo a um interglacial anterior que durou 28.000 anos. As mudanças previstas no forçamento orbital sugerem que o próximo período glacial começaria pelo menos 50.000 anos a partir de agora, devido aos ciclos de Milankovitch . Além disso, estima-se que a força antropogênica do aumento de gases do efeito estufa supere potencialmente a força orbital dos ciclos de Milankovitch por centenas de milhares de anos.
Feedback positivo e negativo em períodos glaciais
Cada período glacial está sujeito a um feedback positivo, o que o torna mais severo, e o feedback negativo que mitiga e (em todos os casos, até agora) acaba com ele.

Processos de feedback positivo
O gelo e a neve aumentam o albedo da Terra , ou seja, fazem com que reflita mais a energia do sol e absorva menos. Assim, quando a temperatura do ar diminui, os campos de gelo e neve crescem, e isso continua até que a competição com um mecanismo de feedback negativo força o sistema a um equilíbrio. Além disso, a redução das florestas causada pela expansão do gelo aumenta o albedo.

Outra teoria proposta por Ewing e Donn em 1956  levantou a hipótese de que um Oceano Ártico sem gelo levaria ao aumento da precipitação de neve em altas latitudes. Quando o gelo de baixa temperatura cobre o Oceano Ártico, há pouca evaporação ou sublimação e as regiões polares são bastante secas em termos de precipitação, comparável à quantidade encontrada em desertos de latitudes médias . Esta precipitação baixa permite que nevascas de alta latitude derreta durante o verão. Um oceano ártico livre de gelo absorve a radiação solar durante os longos dias de verão e evapora mais água na atmosfera do Ártico. Com maior precipitação, partes desta neve podem não derreter durante o verão e assim o gelo glacial pode se formar em altitudes mais baixas elatitudes mais ao sul, reduzindo as temperaturas sobre a terra pelo aumento do albedo como observado acima. Além disso, sob essa hipótese, a falta de gelo oceânico permite o aumento da troca de águas entre os oceanos Ártico e Atlântico Norte, aquecendo o Ártico e esfriando o Atlântico Norte. (As atuais conseqüências projetadas do aquecimento global incluem um oceano Ártico sem gelo dentro de 5 a 20 anos, veja o encolhimento do Ártico .) Água doce adicional fluindo para o Atlântico Norte durante um ciclo de aquecimento também pode reduzir a circulação global de água oceânica . Tal redução (reduzindo os efeitos da Corrente do Golfo) teria um efeito de resfriamento no norte da Europa, o que, por sua vez, levaria a uma maior retenção de neve em baixa latitude durante o verão. Também foi sugerido que durante uma extensa geleira, as geleiras podem se mover através do Golfo de São Lourenço , estendendo-se até o Oceano Atlântico Norte o suficiente para bloquear a Corrente do Golfo.

Processos de feedback negativo
As placas de gelo que se formam durante as glaciações causam a erosão da terra abaixo delas. Depois de algum tempo, isso reduzirá a terra acima do nível do mar e, assim, diminuirá a quantidade de espaço no qual as camadas de gelo podem se formar. Isso atenua o feedback do albedo, assim como o rebaixamento do nível do mar que acompanha a formação de mantos de gelo.

Outro fator é o aumento da aridez que ocorre com os máximos glaciais, o que reduz a precipitação disponível para manter a glaciação. O recuo glacial induzido por este ou por qualquer outro processo pode ser amplificado por feedbacks positivos inversos semelhantes aos dos avanços glaciais.

De acordo com uma pesquisa publicada na Nature Geoscience , as emissões humanas de dióxido de carbono (CO 2 ) adiarão a próxima era do gelo. Pesquisadores usaram dados na órbita da Terra para encontrar o período interglacial quente e histórico que mais se parece com o atual, e a partir disso previram que a próxima era glacial geralmente começaria dentro de 1.500 anos. Eles dizem que as emissões foram tão altas que não vão.

Causas
As causas das eras glaciais não são totalmente compreendidas nem pelos períodos da era glacial em grande escala nem pelo menor fluxo e refluxo dos períodos glacial-interglaciais dentro de uma era glacial. O consenso é que vários fatores são importantes: a composição atmosférica , como as concentrações de dióxido de carbono e metano (os níveis específicos dos gases mencionados anteriormente podem agora ser vistos com as novas amostras de núcleo de gelo do EPICA Dome C na Antártida durante o passado 800.000 anos); mudanças na órbita da Terra ao redor do Sol, conhecidas como ciclos de Milankovitch ; o movimento das placas tectônicasresultando em mudanças na localização relativa e na quantidade de crosta continental e oceânica na superfície da Terra, que afetam as correntes do vento e dos oceanos ; variações na produção solar ; a dinâmica orbital do sistema Terra-Lua; o impacto de meteoritos e vulcanismos relativamente grandes, incluindo erupções de supervulcões .

Alguns desses fatores influenciam uns aos outros. Por exemplo, mudanças na composição atmosférica da Terra (especialmente as concentrações de gases de efeito estufa) podem alterar o clima, enquanto a própria mudança climática pode alterar a composição atmosférica (por exemplo, alterando a taxa na qual o intemperismo remove CO 2 ).

Maureen Raymo , William Ruddiman e outros propõem que o tibetano e Planalto do Colorado são imensas CO 2 "lavadores" com uma capacidade para remover suficiente CO 2 da atmosfera global para ser um fator causal significativa da 40000000 anos Cenozóico resfriamento tendência. Eles alegam ainda que aproximadamente metade de sua elevação (e capacidade de "lavagem" de CO 2 ) ocorreu nos últimos 10 milhões de anos.

Mudanças na atmosfera da Terra
Há evidências de que os níveis de gases do efeito estufa caíram no início das eras glaciais e aumentaram durante a retirada das camadas de gelo, mas é difícil estabelecer causa e efeito (veja as notas acima sobre o papel do intemperismo). Os níveis de gás de efeito estufa também podem ter sido afetados por outros fatores que foram propostos como causas das eras glaciais, como o movimento dos continentes e o vulcanismo.

A hipótese da Bola de Neve sustenta que o congelamento severo no Proterozóico tardio foi terminado por um aumento nos níveis de CO 2 na atmosfera, principalmente de vulcões, e alguns defensores da Bola de Neve argumentam que ela foi causada em primeiro lugar por uma redução na atmosfera. CO 2 . A hipótese também alerta para as futuras Terras de Bola de Neve.

Em 2009, foram fornecidas mais evidências de que as mudanças na insolação solar fornecem o gatilho inicial para a Terra aquecer após uma Idade do Gelo, com fatores secundários como aumentos nos gases de efeito estufa representando a magnitude da mudança.

Mudanças induzidas pelo homem
Há evidências consideráveis ​​de que, no período muito recente dos últimos 100 a 1000 anos, o forte aumento da atividade humana, especialmente a queima de combustíveis fósseis , causou o aumento paralelo e acelerado dos gases de efeito estufa atmosféricos que aprisionam o calor do sol. A teoria do consenso da comunidade científica é de que o efeito estufa resultante é a principal causa do aumento do aquecimento global que ocorreu no mesmo período, e um dos principais contribuintes para o derretimento acelerado das geleiras remanescentes e do gelo polar. Uma investigação de 2012 descobriu que os dinossauros liberaram metano através da digestão em uma quantidade similar à liberação atual de metano da humanidade, o que "poderia ter sido um fator-chave" para o clima quente de 150 milhões de anos atrás.

William Ruddiman propôs a antiga hipótese do antropoceno , segundo a qual a era do antropoceno , como alguns chamam o período mais recente da história da Terra, quando as atividades da espécie humana começaram a ter um impacto global significativo no clima e nos ecossistemas da Terra. não começou no século XVIII com o advento da Era Industrial, mas remonta a 8.000 anos atrás, devido às intensas atividades agrícolas de nossos primeiros ancestrais agrários. Foi nessa época que as concentrações atmosféricas de gases de efeito estufa pararam de seguir o padrão periódico dos ciclos de Milankovitch . Em sua glaciação atrasadahipótese Ruddiman afirma que um glacial incipiente provavelmente teria começado há vários milhares de anos, mas a chegada daquela glacial programada foi impedida pelas atividades dos primeiros fazendeiros.

Em uma reunião da União Geofísica Americana (17 de dezembro de 2008), cientistas detalharam evidências em apoio à controversa idéia de que a introdução da agricultura de arroz em larga escala na Ásia, juntamente com o extenso desmatamento na Europa, começou a alterar o clima mundial quantidades de gases de efeito estufa na atmosfera nos últimos 1.000 anos. Por sua vez, uma atmosfera mais quente aqueceu os oceanos, tornando-os depósitos muito menos eficientes de dióxido de carbono e reforçando o aquecimento global, possivelmente evitando o início de uma nova era glacial.

Posição dos continentes
O registro geológico parece mostrar que as eras glaciais começam quando os continentes estão em posições que bloqueiam ou reduzem o fluxo de água quente do equador para os pólos e, assim, permitem a formação de camadas de gelo. Os lençóis de gelo aumentam a refletividade da Terra e, assim, reduzem a absorção da radiação solar. Com menos radiação absorvida, a atmosfera esfria; o resfriamento permite que as mantas de gelo cresçam, o que aumenta ainda mais a refletividade em um ciclo de realimentação positivo . A idade do gelo continua até que a redução no intemperismo provoque um aumento no efeito estufa .

Há três principais contribuintes do layout dos continentes que obstruem o movimento de água quente para os pólos:

Um continente fica no topo de um poste, como a Antártida faz hoje.
Um mar polar é quase fechado, como o Oceano Ártico é hoje.
Um supercontinente cobre a maior parte do equador, como fez Rodinia durante o período criogênico .
Como a Terra de hoje tem um continente sobre o Pólo Sul e um oceano quase sem litoral sobre o Pólo Norte, os geólogos acreditam que a Terra continuará experimentando períodos glaciais no futuro geologicamente próximo.

Alguns cientistas acreditam que o Himalaia é um fator importante na atual era do gelo, porque essas montanhas aumentaram a precipitação total da Terra e, portanto, a taxa na qual o dióxido de carbono é retirado da atmosfera, diminuindo o efeito estufa.  A formação do Himalaia começou cerca de 70 milhões de anos atrás quando a placa indo-australiana colidiu com a placa da Eurásia , e os Himalaias ainda estão subindo cerca de 5 mm por ano porque a placa indo-australiana ainda está se movendo a 67 mm / ano. A história do Himalaia se encaixa amplamente na diminuição de longo prazo da temperatura média da Terra desde meados do Eoceno , 40 milhões de anos atrás.

Flutuações nas correntes oceânicas
Outra importante contribuição para os antigos regimes climáticos é a variação das correntes oceânicas , que são modificadas pela posição continental, nível do mar e salinidade, além de outros fatores. Eles têm a capacidade de esfriar (por exemplo, ajudando na criação do gelo antártico) e a capacidade de aquecer (por exemplo, dando às Ilhas Britânicas um clima temperado em oposição a um clima boreal). O fechamento do istmo do Panamá há cerca de 3 milhões de anos pode ter introduzido o atual período de forte glaciação sobre a América do Norte, encerrando a troca de água entre os oceanos Atlântico e Pacífico tropicais.

Análises sugerem que as flutuações da corrente oceânica podem explicar adequadamente as recentes oscilações glaciais. Durante o último período glacial, o nível do mar flutuou de 20 a 30 metros à medida que a água foi sequestrada, principalmente nas camadas de gelo do Hemisfério Norte . Quando o gelo coletado e o nível do mar diminuiu o suficiente, o fluxo através do Estreito de Bering (o estreito entre a Sibéria e o Alasca é de cerca de 50 m de profundidade hoje) foi reduzido, resultando no aumento do fluxo do Atlântico Norte. Isso realinha a circulação termohalinano Atlântico, aumentando o transporte de calor para o Ártico, que derreteu o acúmulo de gelo polar e reduziu outras camadas de gelo continentais. A liberação de água elevou o nível do mar novamente, restaurando a entrada de água mais fria do Pacífico com uma mudança de acompanhamento para o acúmulo de gelo no hemisfério norte.

Elevação do planalto tibetano e áreas montanhosas circundantes acima da linha de neve
A teoria geológica de Matthias Kuhle do desenvolvimento da Idade do Gelo foi sugerida pela existência de uma camada de gelo cobrindo o Planalto Tibetano durante as Idades do Gelo ( Último Máximo Glacial ?). De acordo com Kuhle, a elevação placa-tectônica do Tibete além da linha de neve levou a uma superfície de c. 2.400.000 quilômetros quadrados (930.000 sq mi) mudando de terra nua para o gelo com um albedo 70% maior . O reflexo da energia no espaço resultou em um resfriamento global, desencadeando a Era Glacial do Pleistoceno . Como esse altiplano está em uma latitude subtropical, com 4 a 5 vezes a insolação de áreas de alta latitude, o que seria a superfície de aquecimento mais forte da Terra se transformou em uma superfície de resfriamento.

Kuhle explica os períodos interglaciais pelo ciclo de 100.000 anos de mudanças de radiação devido a variações na órbita da Terra. Este aquecimento comparativamente insignificante, quando combinado com o abaixamento das áreas de gelo interior nórdico e do Tibete devido ao peso da carga de gelo sobreposta, levou à descongelação completa e repetida das áreas de gelo interior.

Variações na órbita da Terra (ciclos de Milankovitch)
Os ciclos de Milankovitch são um conjunto de variações cíclicas nas características da órbita da Terra ao redor do Sol. Cada ciclo tem um comprimento diferente, então, em alguns momentos, seus efeitos reforçam um ao outro e, em outros momentos, (parcialmente) se anulam.

Há fortes evidências de que os ciclos de Milankovitch afetam a ocorrência de períodos glaciais e interglaciais em uma era glacial. A presente era glacial é a mais estudada e melhor compreendida, particularmente nos últimos 400.000 anos, já que este é o período coberto por núcleos de gelo que registram a composição atmosférica e proxies para temperatura e volume de gelo. Nesse período, a correspondência das freqüências glaciais / interglaciais com os períodos de força orbitária de Milanković é tão próxima que o forçamento orbital é geralmente aceito. Os efeitos combinados da mudança da distância para o Sol, a precessão do eixo da Terraea mudança de inclinação do eixo da Terra redistribui a luz solar recebida pela Terra. De particular importância são as mudanças na inclinação do eixo da Terra, que afetam a intensidade das estações. Por exemplo, a quantidade de influxo solar em julho a 65 graus de latitude norte varia em até 22% (de 450 W / m² a 550 W / m²). Acredita-se que os lençóis de gelo avancem quando os verões se tornam muito frios para derreter toda a nevasca acumulada no inverno anterior. Alguns acreditam que a força do forçamento orbital é muito pequena para desencadear glaciações, mas mecanismos de feedback como o CO 2 podem explicar esse descompasso.

Enquanto Milankovitch forçando prevê que as mudanças cíclicas nos elementos orbitais da Terra podem ser expressas no registro da glaciação, explicações adicionais são necessárias para explicar quais ciclos são observados como mais importantes no tempo dos períodos glaciais e interglaciais. Em particular, durante os últimos 800.000 anos, o período dominante de oscilação glacial-interglacial foi de 100.000 anos, o que corresponde a mudanças na excentricidade orbital da Terra e na inclinação orbital . No entanto, esta é de longe a mais fraca das três frequências previstas por Milankovitch. Durante o período de 3,0 a 0,8 milhões de anos atrás, o padrão dominante de glaciação correspondeu ao período de 41.000 anos de mudanças na obliquidade da Terra.(inclinação do eixo). As razões para dominância de uma frequência versus outra são pouco compreendidas e uma área ativa da pesquisa atual, mas a resposta provavelmente está relacionada a alguma forma de ressonância no sistema climático da Terra. Trabalhos recentes sugerem que o ciclo de 100 mil anos domina devido ao aumento do gelo do pólo sul aumentando a refletividade solar total.

A explicação "tradicional" de Milankovitch luta para explicar o domínio do ciclo de 100.000 anos nos últimos 8 ciclos. Richard A. Muller , Gordon JF MacDonald , e outros apontaram que esses cálculos são para uma órbita bidimensional da Terra, mas a órbita tridimensional também tem um ciclo de 100.000 anos de inclinação orbital. Eles propuseram que essas variações na inclinação orbital levam a variações na insolação, à medida que a Terra entra e sai das bandas de poeira conhecidas no sistema solar. Embora este seja um mecanismo diferente da visão tradicional, os períodos "previstos" nos últimos 400.000 anos são quase os mesmos. A teoria de Muller e MacDonald, por sua vez, foi contestada por Jose Antonio Rial.

Outro trabalhador, William Ruddiman , sugeriu um modelo que explica o ciclo de 100.000 anos pelo efeito modulador da excentricidade (ciclo fraco de 100.000 anos) na precessão (ciclo de 26.000 anos) combinado com os feedbacks dos gases de efeito estufa nos 41.000- e 26.000- ciclos de ano. Ainda outra teoria foi avançada por Peter Huybers, que argumentou que o ciclo de 41.000 anos sempre foi dominante, mas que a Terra entrou em um modo de comportamento climático onde apenas o segundo ou terceiro ciclo desencadeia uma era glacial. Isso implicaria que a periodicidade de 100.000 anos é realmente uma ilusão criada pela média de ciclos que duram 80.000 e 120.000 anos.  Esta teoria é consistente com um modelo multiestado empírico simples proposto porDidier Paillard .  Paillard sugere que os ciclos glaciais do final do Pleistoceno podem ser vistos como saltos entre três estados climáticos quase estáveis. Os saltos são induzidos pelo forçamento orbital , enquanto no início do Pleistoceno os ciclos glaciais de 41.000 anos resultaram de saltos entre apenas dois estados climáticos. Um modelo dinâmico que explica esse comportamento foi proposto por Peter Ditlevsen.  Isto é em apoio à sugestão de que os ciclos glaciais do Pleistoceno tardio não são devidos ao fraco ciclo de excentricidade de 100.000 anos, mas uma resposta não linear ao ciclo de obliqüidade de 41.000 anos.

Variações na produção de energia do Sol

Existem pelo menos dois tipos de variação na produção de energia do Sol

No longo prazo, os astrofísicos acreditam que a produção do Sol aumenta em cerca de 7% a cada 1 bilhão (10 9 ) anos.
Variações de curto prazo, como ciclos de manchas solares e episódios mais longos, como o Mínimo de Maunder , que ocorreram durante a parte mais fria da Pequena Idade do Gelo .
O aumento a longo prazo da produção do Sol não pode ser uma causa das eras do gelo.

Vulcanismo
As erupções vulcânicas podem ter contribuído para o início e / ou o fim dos períodos da era glacial. Às vezes, durante o paleoclima, os níveis de dióxido de carbono eram duas ou três vezes maiores que os de hoje. Vulcões e movimentos em placas continentais contribuíram para grandes quantidades de CO 2 na atmosfera. O dióxido de carbono dos vulcões provavelmente contribuiu para períodos com temperaturas globais mais altas.  Uma explicação sugerida do Máximo Termal do Paleoceno-Eoceno é que os vulcões submarinos liberavam metano dos clatratos e, assim, causavam um grande e rápido aumento no efeito estufa . Parece não haver evidências geológicas para tais erupções no momento certo, mas isso não prova que elas não tenham acontecido.

Fases glaciais e interglaciais recentes

O período geológico atual, o Quaternário , que começou há cerca de 2,6 milhões de anos e se estende até o presente,  é marcada por episódios quentes e frios, as fases frias chamados glacials ( Quaternary idade de gelo ) com duração de cerca de 100.000 anos, e que são, em seguida, interrompido pelos interglaciais mais quentes que duraram cerca de 10.000 a 15.000 anos. O último episódio frio o último período glacial terminou cerca de 10.000 anos atrás.A Terra está atualmente em um período interglacial do Quaternário, chamado Holoceno .

Etapas glaciais na América do Norte
As principais fases da idade glacial gelo corrente na América do Norte está a Illinoian , Eemiano e glaciação Wisconsin . O uso dos estágios do Nebraska, Afton, Kansan e Yarmouth, para subdividir a era do gelo na América do Norte, foi interrompido por geólogos e geomorfologistas do Quaternário. Todas essas etapas foram fundidas no Pré-Illinoiano nos anos 80.

Durante a mais recente glaciação norte-americana, durante a última parte do Último Máximo Glacial (26.000 a 13.300 anos atrás), as mantas de gelo se estenderam até aproximadamente 45º paralelo norte . Essas folhas tinham espessura de 3 a 4 quilômetros (1,9 a 2,5 mi).

Esta glaciação de Wisconsin deixou impactos generalizados na paisagem norte-americana. Os Grandes Lagos e os Lagos dos Dedos foram esculpidos pelo gelo que aprofundava os antigos vales. A maioria dos lagos em Minnesota e Wisconsin foi escavada pelas geleiras e depois preenchida com águas glaciais. O antigo sistema de drenagem do rio Teays foi radicalmente alterado e amplamente remodelado no sistema de drenagem do rio Ohio . Outros rios foram represados ​​e desviados para novos canais, como as Cataratas do Niágara , que formaram uma dramática cachoeira e desfiladeiro, quando o fluxo de água encontrou uma escarpa de calcário. Outra cachoeira semelhante, no atual Parque Estadual Clark Reservation perto de Syracuse, Nova Yorkestá agora seco.

A área de Long Island para Nantucket, Massachusetts foi formado a partir glacial até , ea infinidade de lagos no Canadian Shield no norte do Canadá pode ser quase que inteiramente atribuído à ação do gelo. Enquanto o gelo recuava e a poeira da rocha secava, os ventos carregavam o material a centenas de quilômetros, formando leitos de loess com dezenas de metros de espessura no vale do Missouri . Recuperação pós-glacial continua a remodelar os Grandes Lagos e outras áreas anteriormente sob o peso das camadas de gelo.

A Driftless Area , uma porção do oeste e sudoeste de Wisconsin, juntamente com partes de Minnesota , Iowa e Illinois adjacentes , não era coberta por geleiras

Último período glacial nos Andes semiáridos ao redor do Aconcágua e Tupungato
Uma mudança climática especialmente interessante durante os tempos glaciais ocorreu nos Andes semi-áridos. Além do resfriamento esperado em comparação com o clima atual, uma mudança significativa de precipitação aconteceu aqui. Assim, pesquisas no maciço subconsciente do Aconcágua (6.962 m) subtropicais têm mostrado uma glaciação glacial inesperadamente extensa do tipo "rede de corrente de gelo".  As geleiras conectadas do vale, com mais de 100 km de comprimento, fluíram no lado leste desta seção dos Andes a 32–34 ° S e 69–71 ° W até uma altura de 2.060 me no lado oeste ocidental ainda claramente mais profundo. Onde as geleiras atuais raramente alcançam 10 km de comprimento, a linha de neve (ELA) corre a uma altura de 4.600 me naquele tempo abaixou-se a 3.200 m snm , ie aproximadamente 1.400 m. Disto segue que — além de uma depressão anual de temperatura sobre c. 8,4 ° C - houve um aumento na precipitação. Consequentemente, em tempos glaciais, o cinturão climático úmido que hoje está situado em vários graus de latitude mais além do S, foi deslocado muito mais para o N.
Efeitos da glaciação

Embora o último período glacial tenha terminado há mais de 8.000 anos, seus efeitos ainda podem ser sentidos hoje. Por exemplo, o gelo em movimento esculpiu a paisagem no Canadá (Veja o Arquipélago Ártico Canadense ), Groenlândia, norte da Eurásia e Antártica. Os pedregulhos erráticos , até , drumlins , eskers , fiordes , lagos de chaleira , moraines , cirques , chifres , etc., são características típicas deixadas atrás pelas geleiras.

O peso dos lençóis de gelo era tão grande que eles deformaram a crosta e o manto da Terra. Depois que os lençóis de gelo derreteram, a terra coberta de gelo se recuperou . Devido à alta viscosidade do manto da Terra , o fluxo de manto rochas que controla o processo de recuperação é muito lenta a uma taxa de cerca de 1 cm / ano perto do centro da área de recuperação hoje.

Durante a glaciação, a água foi retirada dos oceanos para formar o gelo em altas latitudes, assim o nível global do mar caiu cerca de 110 metros, expondo as plataformas continentais e formando pontes de terra entre as massas de terra para os animais migrarem. Durante a deglaciação , a água gelada derretida retornou aos oceanos, elevando o nível do mar. Esse processo pode causar mudanças súbitas nos litorais e nos sistemas de hidratação, resultando em terras recém-submersas, terras emergentes, barragens de gelo colapsadas, resultando em salinização de lagos, novas barragens de gelo criando vastas áreas de água doce e uma alteração geral nos padrões climáticos regionais. escala temporária. Pode até causar reglaciação temporária. Este tipo de padrão caótico de rápida mudança de terra, gelo, água salgada e água doce tem sido proposto como o modelo provável para as regiões báltica e escandinava , bem como grande parte da América do Norte central no final do último máximo glacial, com o presente litorais do dia apenas sendo alcançados nos últimos milênios da pré-história. Além disso, o efeito da elevação na Escandinávia submergiu uma vasta planície continental que existia sob grande parte do que é hoje o Mar do Norte, ligando as Ilhas Britânicas à Europa Continental.

A redistribuição da água gelada na superfície da Terra e o fluxo de rochas do manto provoca mudanças no campo gravitacional , bem como mudanças na distribuição do momento de inércia da Terra. Essas mudanças no momento de inércia resultam em uma mudança na velocidade angular , no eixo e na oscilação da rotação da Terra.

O peso da massa superficial redistribuída carregou a litosfera , fez com que ela se flexionasse e também induziria estresse dentro da Terra. A presença das geleiras geralmente suprimiu o movimento das falhas abaixo.Durante a deglaciação , as falhas experimentam terremotos que provocam o deslizamento acelerado . Os terremotos desencadeados perto da margem do gelo podem, por sua vez, acelerar o parto no gelo e podem ser responsáveis ​​pelos eventos de Heinrich .  À medida que mais gelo é removido perto da margem de gelo, mais terremotos intraplaca são induzidos e este feedback positivo pode explicar o rápido colapso das camadas de gelo.

Na Europa, a erosão glacial e o afundamento isostático do peso do gelo fez com que o Mar Báltico , que antes da Idade do Gelo, fosse toda a terra drenada pelo rio Eridanos .

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