LecciLeccióón 7. CAMBIOS CLIMn 7. CAMBIOS CLIMÁÁTICOS DURANTE EL PLEISTOCENO. TICOS DURANTE EL PLEISTOCENO. CICLOS GLACIALCICLOS GLACIAL--INTERGLACIALINTERGLACIAL
1. INTRODUCCIÓN: GLACIACIONES CUATERNARIAS
- Concepto
- Clasificaciones de las glaciaciones cuaternarias. Ciclicidades
- Glacioisostasia y glacioeustasia
- Causas del inicio de las glaciaciones
2. LOS INTERGLACIARES. EL EJEMPLO DEL INTER RISS-WÜRM
- Características generales de los interglaciares
- Cuándo y dónde comienza un interglacial: hipótesis
- Cómo finaliza un interglacial
3. LAS ETAPAS GLACIARES: EJEMPLO DE LA GLACIACIÓN WÜRM
- Fases intra-glaciación
- Variabilidad térmica
- Eventos de Heinrich y oscilaciones de Daansgard-Oeschger
- El último máximo glacial
Bibliografía básicaBraun, H. et al. 2005. Possible solar origin of the 1,470-year glacial climate cycle demonstrated
in a coupled model. Nature, 438, 208-211.Broecker, W.S. 1998. The end of the present interglacial: how and when? Quaternary Science
Reviews, 17, 689-694.Cheddadi, R., Yu, G., Guiot, J., Harrison, S.P. y Prentice, L.C. 1997. The climate of Europe
6000 years ago. Climate Dynamics, 13, 1-9.Felis T. et al., 2004, Increased seasonality in Middle East temperatures during the last
interglacial period, Nature, 249, 164Francis, J.E. 1998. Interpreting palaeoclimates. En: Doyle, P. y Bennett, M.R. (eds.), Unlocking
the Stratigraphical Record. Advances in Modern Stratigraphy. Wiley, 471-490.Gribbin, J. 1994. El clima futuro. Salvat, 240 pp.Haug G.H. 2005. North Pacific seasonality and the glaciation of North America 2.7 million years
ago. Nature, 433, 821-825.Krinner G. et al. 2004. Enhanced ice sheet growth in Eurasia owing to adjacent ice-dammed
lakes. Nature, 427, 429-432Kukla G. 2000. The Last Interglacial. Science, 287, 987-988Labeyrie L. 2000. Glacial climate instability. Science, 290, 1905-1907Martín-Chivelet, J. 2001. Cambios climáticos: ¿abruptos o graduales? Lecciones del
registro paleoclimático. Boletín de las Real Sociedad de Historia Natural (Sección Geología), 94, 57-68.
Martín-Chivelet, J. 2003. Cambio Global durante el Holoceno: La evolución reciente del Sistema Tierra. En: Nieto, L. y Castro, J.M. (eds.), IV Jornadas de Geología Ambiental: Cambios recientes en el Sistema Tierra, Universidad de Jaén. CDrom.
Uriarte-Cantolla, A. 2003. Historia del clima de la Tierra. Servicio de Publicaciones del Gobierno Vasco. 306 pp.
Vera, J.A. 1994. Estratigrafía. Principios y métodos. Ed. Rueda, 806 pp.
GLACIACIGLACIACIÓÓN CUATERNARIAN CUATERNARIA: formación durante este intervalo de tiempo geológico de dos grandes casquetes glaciares en el hemisferio norte, denominados Casquete Laurentino (América del Norte) y Casquete Finoescandinavo (Norte de Europa).
Etapas glaciares en la Historia de la Tierra
Las glaciaciones cuaternarias Las glaciaciones cuaternarias no son eventos no son eventos úúnicos en la nicos en la
Historia de la Tierra Historia de la Tierra
InterglacialesGlaciales
CICLICIDADESCICLICIDADES
Inicio del Pleistoceno (2,5 m.a.): 40.000 a
Entre 1,5 y 0,6 m.a.: aumentó la periodicidad
Entre 0,6 y 0,115 m.a.: ciclicidades entre 80 y 120 ka
GLACIOISOSTASIAGLACIOISOSTASIA: ajuste de la litosfera que sucede a la fusión de una capa de hielo. Se fundamenta en la hipótesis de la isostasia.
Isostasia e hipótesis isostáticas
ISOSTASIA: Condición de equilibrio, equiparable a la flotación, de unidades de la litosfera dispuestas sobre la astenosfera.
( )hDD += ρρ0
Compensación isostática en continentes
cMc tHhtH ρρρ )( ++=+
Casquete Laurentino:
Superficie: 16 x 106 km2
Volumen: 30 x 106 km3
Casquete Finoescandinavo:
Superficie: Escandinavia + Mar Báltico
Volumen: 7 x 106 km3
GlacioisostasiaGlacioisostasia se define como el ajuste de la litosfera que sucede a la formación o fusión de una capa de hielo.
GLACIOEUSTASIAGLACIOEUSTASIA
Teoría que defiende que el nivel del mar sube y baja como respuesta a la fusión de los casquetes de hielo durante los interglaciares y a la acumulación de hielo durante las épocas glaciares
Curva de cambios globales (fragmento de la curva Exxon)
Causas que provocan fluctuaciones del nivel del mar:
a. los que provocan verdaderos cambios eustáticos: glacioeustasia y aportes de agua nueva,
b. procesos tectónicos e isostáticos que provocan cambios relativos: eustasia geoidal, tectonoeustasia, sedimentoeustasia,
c. fenómenos tectónicos e isostáticos locales: glacioisostasia e hidroisostasia
A. Cambios del nivel del mar deducidos a partir del estudio de sedimentos de Barbados
B. Cambios del nivel del mar deducidos a partir del estudio de sedimentos de la Península Huon.
Tasa de levantamiento:
0,5 a 3 mm/a
Curva de cambios del nivel del mar cuaternarios correlacionada con la curva isotópica
138
118
18,2
TransgresiónFlandriense
TransgresiónSangamoniense
WÜRM RISS
CAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONESCAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES
General: clima lo suficientemente frío para que en el hemisferio Norte el volumen de precipitación nival fuese superior al de precipitación de lluvia.
HEMISFERIO SUR
Continente en el Polo Sur (latitudes muy altas)
Primeros hielos antárticos: 35 m.a.
HEMISFERIO NORTE
Continentes en latitudes bajas (insolación)
Océano profundo en latitudes polares
Primeros hielos en Groenlandia: 7 m.a.
FACTORES:
Astronómicos
Geológicos
Hipótesis: abundante precipitación nival durante el invierno y buena preservación de la nieve durante
el verano
CAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES: factores astronCAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES: factores astronóómicosmicos
Final del Plioceno (2,5 m.a.):
-baja inclinación del eje terrestre (21,5º)
-alta excentricidad de la órbita terrestre
-máxima lejanía del Sol durante el solsticio de verano del hemisferio norte
BAJA INSOLACIÓN: veranos frescos
Periodicidad: 41 kaPeriodicidad: 100 y 400 ka
Periodicidad: 21 ka
Situación del perihelio y afelio para el inicio de una glaciación (situación al inicio del Pleistoceno)
CAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES: factores geolCAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES: factores geolóógicosgicos
Formación del Istmo de Panamá:
- Atlántico Norte cálido
-Actividad de la Corriente del Golfo
ALTA EVAPORACIÓN
ALTA HUMEDAD ATMOSFÉRICA
PRECIPITACIONES PRECIPITACIONES IMPORTANTESIMPORTANTES
Insolación baja
Precipitaciones importantesACUMULACIÓN DE
NIEVE
Cambios de color: variación en la absorción de radiación solar
(variación en el valor del albedo)
Etapas interglaciares (cálidas): colores variados (alta absorción). BAJO ALBEDO
Etapas glaciares (frías): predominio del color blanco (baja absorción). ALTO ALBEDO
LOS INTERGLACIARES. EL EJEMPLO DEL INTER RISSLOS INTERGLACIARES. EL EJEMPLO DEL INTER RISS--WWÜÜRM (RM (EemienseEemiense))- Características generales de los interglaciares- Cuándo y dónde comienza un interglacial: hipótesis- Cómo finaliza un interglacial
Nivel del marNivel del mar más elevado que en la actualidad: deshielo de la parte occidental de Antártida
Variación del nivel del mar deducido del estudio de terrazas coralinas de Huon (Papua-Nueva Guinea)
N.m. de 4 a 6 m por encima del actual
InsolaciInsolacióónn:
127
118
-Excentricidad
-Oblicuidad
-Perihelio
Estacionalidad muy marcada:
- Verano: alta insolación
- Invierno: baja insolación
Estabilidad climEstabilidad climááticatica:
Estudio polínico e isotópico del lago Ribains Maar (Rioual et al., 2001)
Estabilidad
Estudio de un arrecife de coral en Bahamas (Thompson et al., 2005)
Caída del n.m.
CONCLUSICONCLUSIÓÓN:N:
No hay certeza de una estabilidad climática
CuCuáándo y dndo y dóónde comienza un nde comienza un interglacialinterglacial: hip: hipóótesistesis
INCINCÓÓGNITAGNITA
Primera hipótesis: en el Polo Norte
Segunda hipótesis: en el Polo Sur
Tercera hipótesis: en el Trópico
En el Polo NorteEn el Polo Norte
Aumento de la insolación veraniega en latitudes altas
SPECMAP: Spectral Mapping timescale
En el Polo SurEn el Polo Sur
135
Inicio del inter Riss-Würm: 135 kaHemisferio Norte
Hemisferio Sur
138
ka
El nivel del mar comenzEl nivel del mar comenzóó a a subir antes de 130 kasubir antes de 130 ka
Cómo finaliza un interglacial
115
Contraste estacional menor al actual,
- insolación veraniega más baja que la actual
- insolación invernal más alta que la actual
Para el Inter Riss-Würm estas condiciones facilitaron la preservación de la nieve invernal durante el verano de las regiones de Labrador y Tierra de Baffin
LAS ETAPAS GLACIARES: EJEMPLO DE LA GLACIACILAS ETAPAS GLACIARES: EJEMPLO DE LA GLACIACIÓÓN WN WÜÜRMRM-- Fases Fases intraintra--glaciaciglaciacióónn-- Variabilidad tVariabilidad téérmicarmica-- Eventos de Eventos de HeinrichHeinrich y oscilaciones de y oscilaciones de DaansgardDaansgard--OeschgerOeschger-- El El úúltimo mltimo mááximo glacialximo glacial
Variabilidad tVariabilidad téérmicarmica
-∆T+∆T-∆TEstadial
Esta
dial
Esta
dialEs
tadi
al
Inte
r-es
tadi
al
+∆T
WÜRM
Estadial: etapa de descenso significativo de la temperatura. Finaliza con un evento de Heinrich.
Interestadial (evento de calentamiento de Dansgaard-Oeschger): etapa de aumento brusco de la temperatura.
Ciclicidad: ≈ 1470 a
Causas de la variabilidad climática: cambios rcambios ráápidos en el tamapidos en el tamañño de los o de los casquetescasquetesLaurentinoLaurentino y y FinoescandinavoFinoescandinavo
Mayor albedo superficial
Menor temperatura
TIEMPOExtensión hacia latitudes más bajas
Mayor temperatura
Menor potencia de lámina de hielo
INESTABILIDAD DEL HIELO
FUSIÓN RÁPIDA
FIN BRUSCO DE LA FIN BRUSCO DE LA GLACIACIGLACIACIÓÓNN
Retroalimentación +
Reducción de las precipitaciones (menor evaporación
El El ÚÚltimo Mltimo Mááximo Glacial (ximo Glacial (YoungerYounger DryasDryas))
∆T
= 9
ºCValor del descenso térmico:
Groenlandia: 23 ºC inferior al actual
Trópico: 5 ºC inferior al actual
Aguas oceánicas superficiales: 4-5 ºC inferior al actual
n.m
.= -1
20 mHemisferio Norte:
Casquetes + permafrost = 27x106 km2
(40 % de Norteamérica y Eurasia)
Hemisferio Sur:
Antártida: casquete similar al actual
Banquisa antártica: 4x106 km2 (en verano). Nunca se congeló el estrecho de Drake
Casquetes Laurentino y Finoescandinavo
Casquete Laurentino:
16x106 km2, 32 veces la superficie de España.
3.000-4.000 m de espesor
30x106 km3
36º latitud N (Nueva York)
Casquete Finoescandinavo:
7x106 km3
2.000 m de espesor máximo
Latitud equivalente a la de Berlín
¿¿De dDe dóónde procede la humedad para formar esos nde procede la humedad para formar esos casquetescasquetes de hielo?de hielo?