Pin
Send
Share
Send


Tertiair sub-tijdperkQuartair sub-tijdperkNeogene periodeMioceenPlioceenPleistoceenHoloceenAquitanianBurdigalianZanclean Vroege LanghianSerravallianPiacenzianMiddleTortonianMessinianGelasianLate

Overzicht

In 1821 presenteerde een Zwitserse ingenieur, Ignaz Venetz, een artikel waarin hij de aanwezigheid van sporen van een passage van een gletsjer op een aanzienlijke afstand van de Alpen suggereerde. Dit idee werd aanvankelijk betwist door een andere Zwitserse wetenschapper, Louis Agassiz, maar toen hij beloofde het te weerleggen, bevestigde hij de theorie van zijn collega. Een jaar later bracht Agassiz de hypothese naar voren van een grote ijstijd die verstrekkende algemene effecten zou hebben gehad. Dit idee verwierf hem internationale bekendheid.

De term Quaternary ("vierde") werd in 1829 door Jules Desnoyers voorgesteld om sedimenten in het Seine-bassin in Frankrijk aan te pakken die duidelijk jonger leken te zijn dan rotsen uit de Tertiaire periode. Het Quartair, dat het Tertiair volgt en zich uitstrekt tot heden, beslaat grofweg de tijdspanne van recente ijstijden, inclusief de laatste ijstijd. Af en toe een alternatief gebruik plaatst het begin van het Kwartair ongeveer 3 miljoen jaar geleden bij het begin van de Noordpool-ijstijd en omvat delen van het bovenste Plioceen.

Het Pleistoceen is in 2005 door de Internationale Commissie voor Stratigrafie (een orgaan van de Internationale Unie van Geologische Wetenschappen) gedateerd van 1,81 miljoen tot 11,550 jaar vóór heden (BP), met de einddatum uitgedrukt in radiokoolstofjaren en het begin van de Holoceen. De naam Pleistoceen was bedoeld om de recente periode van herhaalde ijstijden te dekken; de start was echter te laat en sommige vroege koeling en ijstijd zijn nu naar verwachting aan het einde van het Plioceen. Sommige klimatologen geven daarom de voorkeur aan een startdatum van ongeveer 2,5 miljoen jaar BP. De naam Plio-Pleistoceen wordt gebruikt om de laatste ijstijd aan te duiden.

De voortdurende klimatologische geschiedenis van het Plioceen tot het Pleistoceen en het Holoceen was een reden voor de Internationale Commissie voor Stratigrafie om het gebruik van de term "Quartair" te ontmoedigen.

De 1,8-1,6 miljoen jaar van het Kwartair vertegenwoordigt de tijd waarin herkenbare mensen bestonden. Over deze korte periode was de totale hoeveelheid continentale drift minder dan 100 km, wat grotendeels irrelevant is voor paleontologie. Desalniettemin is het geologische record gedetailleerder bewaard dan in eerdere perioden en is het het meest vergelijkbaar met de kaarten van vandaag. De belangrijkste geografische veranderingen tijdens deze periode omvatten de opkomst van de Straat van Bosporus en Skaggerak tijdens ijstijden, die respectievelijk de Zwarte Zee en de Oostzee in zoet water veranderden, gevolgd door hun overstromingen door stijgende zeespiegel; het periodiek vullen van het Engelse Kanaal, dat een landbrug vormt tussen Groot-Brittannië en Europa; de periodieke sluiting van de Beringstraat, die de landbrug vormt tussen Azië en Noord-Amerika; en de periodieke flitsende overstromingen van Schurft van het Amerikaanse Noordwesten door gletsjerwater. De Great Lakes en Hudson's Bay zijn ook de resultaten van de laatste cyclus. Na elke andere ijstijd in het Quartair, was er een ander patroon van meren en baaien.

De Quartaire ijstijd

Geologische en geochemische analyse van ijskernen en oceaankernen bevestigde dat er verschillende perioden van voorwaartse en achterwaartse beweging van de gletsjers waren en dat de temperaturen in het verleden op aarde heel anders waren dan vandaag. Dikke gletsjervooruitgangen en terugtrekkingen vonden plaats in verschillende stadia over een groot deel van Noord-Amerika en Europa, delen van Zuid-Amerika en Azië, en heel Antarctica.

Aangenomen wordt dat het optreden van de Pleistoceen-ijstijden, althans gedeeltelijk, heeft geleid tot de cyclische variatie van de absorptie van interceptie van zonnestraling. Deze cycli worden Milankovitch-cycli genoemd, naar de Servische Milutin Milankovitch die ze beschreef. Milankovitch-cycli beïnvloeden het klimaat door de hoeveelheid zonlicht die bepaalde delen van de wereld in de loop van de tijd ontvangen, te verhogen of te verlagen. Deze veranderingen omvatten een verandering in de precessie van de equinoxen, de kanteling van de aardas en hoe rond versus elliptisch de baan van de aarde is (excentriciteit). Deze variëren op tijdschalen van respectievelijk 21.000, 41.000 en 100.000 jaar. De dominantie van de 100.000-jarige tijdschaal van de Pleistoceen-ijstijden in de afgelopen 700.000 jaar doet veel wetenschappers geloven dat de excentriciteitscyclus een belangrijke rol speelde in het klimaat van deze tijd. Voordien leek de ~ 41.000-jarige obliquiteitscyclus te domineren. Sommige wetenschappers blijven sceptisch over deze verbindingen, maar een recent artikel van Huybers en Wunsch (2005) ontdekte dat obliquiteit en excentriciteit een statistisch significante rol speelden in de glaciale cycli.

Bewijs van klimaatcycli van zuurstofisotopen

Cyclus van isotoopverhouding zuurstof zijn cyclische variaties in de verhouding van de massa van zuurstof met een atoomgewicht van 18 tot de massa van zuurstof met een atoomgewicht van 16 aanwezig in calciet van de oceaanbodem zoals bepaald door kernmonsters. De verhouding is gekoppeld aan de watertemperatuur van oude oceanen, die op zijn beurt weer een oud klimaat weerspiegelt. Cycli in de verhouding worden beschouwd als een weerspiegeling van klimaatveranderingen in de geologische geschiedenis.

O-18 concentratie versus tijd

Isotopen van zuurstof

Een zuurstofmolecuul (chemisch symbool O) heeft drie natuurlijk voorkomende isotopen: O-16, O-17 en O-18, waarbij de 16, 17 en 18 verwijzen naar de atoomgewichten. De meest voorkomende is O-16, met een klein percentage O-18 en een nog kleiner percentage O-17. Zuurstofisotopenanalyse beschouwt alleen de verhouding van O-18 tot O-16 aanwezig in een kernmonster genomen uit kalksteenafzettingen in de oceaanbodem.

De berekende verhouding van de massa's van elk monster wordt vervolgens vergeleken met een standaardverhouding die een standaardtemperatuur vertegenwoordigt. Het oude zeewater waarin de kalksteen werd afgezet, is dan kwantitatief heter of koeler. De methode wordt statistisch wanneer veel monsters worden overwogen.

Verbinding tussen calciet en water

Kalksteen wordt afgezet uit de calcietschillen van micro-organismen. Calciet of calciumcarbonaat (chemische formule CaCO3), wordt gevormd uit water, H2O en kooldioxide (CO2) opgelost in het water. Het koolstofdioxide levert twee van de zuurstofatomen in het calciet. Het calcium moet de derde van het water beroven. De isotoopverhouding in het calciet is daarom na compensatie dezelfde als de verhouding in het water waaruit de micro-organismen van een gegeven laag het materiaal van de schaal extraheren.

Verbinding tussen isotopen en temperatuur

O-18 is twee neutronen zwaarder dan O-16 en zorgt ervoor dat het watermolecuul waarin het voorkomt met die hoeveelheid zwaarder is. De toevoeging van meer energie is daarom vereist om het te verdampen dan voor O-16, en het molecuul moet minder energie verliezen om te condenseren.

Energie draagt ​​bij aan of neemt uit de trillingsbeweging van het molecuul, uitgedrukt als temperatuur. Bij het kookpunt is de trilling voldoende hoog om de hechting tussen watermoleculen te overwinnen en ze vliegen in de ruimte van de container of de atmosfeer. Op het dauwpunt hechten de moleculen zich in druppels en vallen ze uit de atmosfeer als regen of sneeuw. Onder het kookpunt is het evenwicht tussen het aantal uitvliegende moleculen en het aantal dat terugkeert een functie van de watertemperatuur.

Een warmere watertemperatuur betekent dat de moleculen minder energie nodig hebben om te verdampen, omdat ze al meer energie hebben. Een koelere watertemperatuur betekent dat het water meer energie nodig heeft om te verdampen. Als een zwaarder, O-18-watermolecuul heeft meer energie nodig dan een O-16-watermolecuul om uit de vloeibare toestand te komen, koeler water geeft damp af met een hoger O-16-gehalte. Koelere lucht slaat meer O-18 neer dan warmere lucht. Koeler water verzamelt daarom meer O-18 ten opzichte van O-16 dan warmer water.

Verbinding tussen temperatuur en klimaat

De verhouding O-18 / O-16 biedt een nauwkeurige registratie van oude watertemperaturen. Water 10 tot 15 graden Celsius (18 tot 27 graden Fahrenheit) koeler dan aanwezig vertegenwoordigt ijstijd. Neerslag en dus ijzig ijs bevatten water met een laag O-18-gehalte. Omdat grote hoeveelheden O-16-water worden opgeslagen als ijs, is het O-18-gehalte aan oceaanwater hoog. Water tot 5 graden Celsius (9 ° F) warmer dan vandaag vertegenwoordigt een interglaciale periode, wanneer het O-18-gehalte lager is. Een grafiek van oude watertemperatuur in de loop van de tijd geeft aan dat het klimaat cyclisch is gevarieerd, met grote cycli en harmonischen, of kleinere cycli, bovenop de grote. Deze techniek is vooral waardevol geweest voor het identificeren van glaciale maxima en minima in het Pleistoceen.

Temperatuur en klimaatverandering zijn cyclisch wanneer ze worden uitgezet in een grafiek van temperatuur versus tijd. Temperatuurcoördinaten worden gegeven in de vorm van een afwijking van de jaarlijkse gemiddelde temperatuur van vandaag, genomen als nul. Dit soort grafiek is gebaseerd op een andere isotoopverhouding versus tijd. Verhoudingen worden omgezet in een procentueel verschil (8) van de verhouding gevonden in standaard gemiddeld oceaanwater (SMOW).

De grafiek in beide vormen verschijnt als een golfvorm met boventonen. De ene helft van een periode is een Marine isotopisch stadium (MIS). Het geeft een glaciaal (onder nul) of een interglaciaal (boven nul) aan. Boventonen zijn stadialen of interstadials.

Volgens dit bewijs ondervond de aarde 44 MIS-stadia beginnend bij ongeveer 2,4 MYA in het Plioceen. Plioceenstadia waren oppervlakkig en frequent. De nieuwste waren de meest intense en meest verspreide.

Volgens afspraak zijn stadia genummerd van het Holoceen, dat MIS1 is. Glacialen krijgen een even nummer; interglacials, vreemd. De eerste grote gletsjer was MIS22 met ongeveer 850.000 YA. De grootste gletsjers waren 2, 6 en 12; de warmste interglacials, 1, 5, 9 en 11.

De Grote Meren ontstonden en gigantische zoogdieren floreerden in delen van Noord-Amerika en Eurazië die niet bedekt waren met ijs. Deze zoogdieren stierven uit toen de ijstijd ongeveer 10.000 jaar geleden eindigde. De moderne mens evolueerde ongeveer 100.000 jaar geleden.

Pleistoceen

De naam Pleistoceen is afgeleid van het Grieks Pleistos (de meeste) en ceno (nieuwe). Het Pleistoceen volgt het Plioceen-tijdperk en wordt gevolgd door het Holoceen-tijdperk. Het Pleistoceen is het derde tijdperk van de Neogene periode, het eerste tijdperk van het Quarternary en het zesde tijdperk van het Cenozoïcum. Het duurde van 1,8 miljoen tot 12.000 jaar vóór het heden.

Het einde van het Pleistoceen komt overeen met het einde van het Paleolithicum in de archeologie.

Pleistocene glaciale kenmerken en posities

De moderne continenten waren in wezen op hun huidige posities tijdens het Pleistoceen, waarschijnlijk sindsdien niet meer dan 100 km verplaatst. Tijdens de Pleistocene glaciale cycli duwden gletsjers op sommige plaatsen naar de 40e breedtegraad. Naar schatting was 30 procent van het aardoppervlak op maximale ijsoppervlakte bedekt met ijs. Bovendien strekte zich een zone van permafrost uit naar het zuiden vanaf de rand van de ijzige plaat, een paar honderd kilometer in Noord-Amerika en enkele honderden in Eurazië. De gemiddelde jaartemperatuur aan de rand van het ijs was −6 ° C; aan de rand van de permafrost, 0 ° C.

Elke gletsjervooruitgang verbond enorme hoeveelheden water in continentale ijskappen van 1500-3000 m dik, wat resulteerde in tijdelijke zeeniveau-druppels van 100 m of meer over het hele aardoppervlak. Tijdens interglaciale tijden, zoals we nu ervaren, kwamen verdronken kustlijnen veel voor, verzacht door isostatische of andere opkomende bewegingen van sommige regio's.

De gevolgen van ijstijd waren wereldwijd. Antarctica was ijsgebonden door het Pleistoceen evenals het voorafgaande Plioceen. De Andes werden in het zuiden bedekt door de Patagonische ijskap. Er waren gletsjers in Nieuw-Zeeland en Tasmanië. De huidige rottende gletsjers van Mount Kenya, Mount Kilimanjaro en de Ruwenzori Range in Oost- en Midden-Afrika waren groter. Gletsjers bestonden in de bergen van Ethiopië en in het westen in het Atlasgebergte.

Op het noordelijk halfrond versmolten vele gletsjers tot één. De Cordilleran-ijskap bedekte het Noord-Amerikaanse noordwesten; het oosten was bedekt met de Laurentide-ijskap. De Fenno-Scandinavische ijskap rustte op Noord-Europa, inclusief Groot-Brittannië, en de alpiene ijskap lag op de Alpen. Verspreide koepels strekten zich uit over Siberië en het Noordpoolplateau. De noordelijke zeeën waren bevroren.

Ten zuiden van de ijskappen verzamelden zich grote meren door verstopping van de uitlaten en verminderde verdamping in de koelere lucht. Noord-centraal Noord-Amerika werd volledig bedekt door het Agassiz-meer. Meer dan 100 bassins, nu droog of bijna, stroomden over in het Amerikaanse westen. Lake Bonneville, bijvoorbeeld, stond waar Great Salt Lake nu doet. In Eurazië ontstonden grote meren als gevolg van de afvoer van de gletsjers. Rivieren waren groter en hadden een overvloediger stroom. Afrikaanse meren waren voller, blijkbaar door verminderde verdamping.

Verhoogde stofophoping in ijskernen uit Groenland en Antarctica suggereert dat de omstandigheden droger en winderiger waren, omdat veel van het water in ijskappen vastzat. Een afname van oceanische en andere verdamping door koudere luchttemperaturen resulteerde in drogere woestijnen die veel uitgebreider waren.

Grote evenementen

Er zijn vier belangrijke gebeurtenissen in de ijstijd geïdentificeerd, evenals vele kleine tussenliggende gebeurtenissen. Een belangrijke gebeurtenis is een algemene glaciale excursie, gewoon een "glaciale" genoemd. Glacials worden gescheiden door "interglacials". Tijdens een ijstijd ervaart de gletsjer kleine vorderingen en terugtrekkingen. De kleine excursie is een "stadial"; tijden tussen stadials zijn "interstadials."

Deze gebeurtenissen worden anders gedefinieerd in verschillende regio's van het ijstijdgebied, die hun eigen ijstijd hebben, afhankelijk van de breedtegraad, het terrein en het klimaat. Er is een algemene overeenkomst tussen gletsjers in verschillende regio's. Onderzoekers wisselen vaak de namen uit als de glaciale geologie van een regio in de maak is. Het is echter in het algemeen onjuist om de naam van een gletsjer in het ene gebied op het andere toe te passen. Je zou niet naar de Mindel verwijzen als de Elsterian of vice versa.

Vier van de bekendere regio's met de namen van de gletsjers staan ​​in de onderstaande tabel. Benadrukt moet worden dat deze gletsjers een vereenvoudiging zijn van een meer complexe cyclus van variatie in klimaat en terrein. Veel van de avances en stadials blijven naamloos. Ook is het aardse bewijs voor sommigen van hen gewist of verduisterd door grotere, maar we weten dat ze bestonden uit de studie van cyclische klimaatveranderingen.

Vier van de bekendere regio's met de namen van de gletsjers: RegionGlacial 1Glacial 2Glacial 3Glacial 4AlpenGünzMindelRissWürmNoord-EuropaeburonianElsterienSaalienWeichselienBritse eilandenBeestonianAnglianWolstonianDevensianMidwesten van de VSNebraskaKansanIllinoianWisconsinDe interglacials die overeenkomen met eerdere glacials: RegionInterglacial 1Interglacial 2Interglacial 3AlpenGünz-MindelMindel-RissRiss-WürmNoord-EuropaWaalianHolsteinienEemienBritse eilandenCromerienHoxnianIpswichianMidwesten van de VSAftonianYarmouthianSangamonian

Overeenkomend met de termen glaciaal en interglaciaal, worden de termen pluviaal en interpluviaal gebruikt (Latijn: Pluvia, regen). Een pluviaal is een warmere periode van verhoogde regenval; een interpluviaal, van verminderde regenval. Vroeger werd gedacht dat een pluviaal overeenkwam met een gletsjer in gebieden zonder ijs, en in sommige gevallen wel. Regenval is ook cyclisch. Pluvials en interpluvials zijn wijdverbreid.

Er is echter geen systematische overeenkomst tussen pluvials en glacials. Bovendien komen regionale rassen niet wereldwijd overeen. Sommigen hebben bijvoorbeeld de term "Riss pluvial" in Egyptische contexten gebruikt. Toeval is een ongeluk met regionale factoren. Namen voor sommige pluvials in sommige regio's zijn gedefinieerd.

Pleistocene fauna

Er zijn geen faunale stadia gedefinieerd voor het Pleistoceen of Holoceen. Zowel zee- als continentale fauna's waren in wezen modern. De meeste wetenschappers geloven dat de mens tijdens het Pleistoceen tot de moderne mens is geëvolueerd. Er zijn maar weinig belangrijke nieuwe dieren geëvolueerd, opnieuw vermoedelijk vanwege de korte geologische termen-duur van de periode. Aan het einde van het Pleistoceen-tijdperk was er een grote uitsterving van grote zoogdieren in noordelijke gebieden. Vele vormen zoals sabeltandkatten, mammoeten, mastodons, glyptodonts, enzovoort, zijn wereldwijd uitgestorven. Anderen, waaronder paarden, kamelen en cheeta's, stierven uit in Noord-Amerika.

Holocene klimaat

Het einde van het Pleistoceen wordt gemarkeerd als het begin van een significante klimaatopwarming op ongeveer 10.000 jaar BP. De periode vanaf dat moment staat bekend als het Holoceen.

Tijdens het Holoceen vonden er drie verschillende veranderingen plaats.

De eerste hiervan is een significante toename van koolstofdioxide (van 210 ppm tot 280ppm), die werd gemeld door ingesloten gasbellen in ijskernen (Neftel et al. 1982).

De tweede verandering die rond deze tijd wereldwijd werd gezien, was een verandering in de soortassemblage van foraminifera, microscopische oceanische micro-organismen, gevonden in oceaanafzettingen. Deze verandering rond 11k BP duidt op een stijging van de oceaantemperaturen (Broecker et al. 1960).

De derde grote verandering gedurende deze periode (12k BP tot 10k BP) was het uitsterven van een aantal grote zoogdieren in Noord-Amerika (Kurten en Andersen 1980). Het uitsterven was vooral ernstig in Noord-Amerika, waar inheemse paarden en kamelen werden geëlimineerd. Palynologen zagen in deze periode abrupte wereldwijde veranderingen in vegetatie, waarbij bossen de toendra vervingen.

Het einde van het Pleistoceen markeert ook het einde van een abrupte omkering van het klimaat die bekend staat als de jongere Dryas (12.7 tot 11.5 ky BP), waar na deglaciatie en klimaatopwarming de temperaturen snel daalden en het boslandschap weer in toendra veranderde. Bijna net zo snel als het klimaat koelde, werden de warme temperaturen hersteld.

Notes

  1. ↑ Neogeen en Quaternair. Ontvangen op 8 maart 2008.

Referenties

  • Broecker, W. S., M. Ewing en B. K. Heezen. 1960. Bewijs voor een abrupte klimaatverandering bijna 11.000 jaar geleden. American Journal of Science 258:429-448.
  • Clague, J. en het INQUA Executive Committee. 2006. Open brief van INQUA Executive Committee. Quarternary Perspectieven 16 (1): 1-2. (INQUA staat voor International Union for Quaternary Research.) Ontvangen 26 maart 2008.
  • Hinton, A. C. 2006. Tijdwinst. BlueSci Online. Ontvangen op 3 december 2006.
  • Huybers, P. en C. Wunsch. 2005. Obliquity pacing van de late glaciale beëindigingen. Natuur 434:491-494.
  • Kurten, B. en E. Anderson. 1980. Pleistocene zoogdieren van Noord-Amerika. New York: Columbia University Press.
  • Neftel, A., J. Schwander, B. Stauffer en R. Zumbrunn. 1982. IJskernmonster meet vijf atmosferische CO2 inhoud gedurende de afgelopen 40.000 jaar. Natuur 295:220-3.
  • Ogg, J. 2004. Overzicht van Global Boundary Stratotype-secties en -punten (GSSP's). Ontvangen op 30 april 2006.
  • Pielou, E. C. 1991. Na de ijstijd: de terugkeer van het leven naar het gletsjerige Noord-Amerika. Chicago: University of Chicago Press.

Zie ook

Pin
Send
Share
Send