ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΟΜΙΛΙΑΣ

 

Τίτλος:

Ξεκλειδώνοντας τα μυστήρια της Εποχής των Παγετώνων
 

Ομιλητής:

Τζεδάκης Χρόνης
 

Γλώσσα:

Ελληνική
 

Ημερομηνία:

12/12/2017
 

Διάρκεια:

48:03
 

Εκδήλωση:

Παλαιολιθικό σεμινάριο
 

Διοργανωτής:

Τμήμα Ιστορίας και Αρχαιολογίας - ΕΚΠΑ, Τμήμα Ιστορίας και Αρχαιολογίας - Πανεπιστήμιο Κρήτης
 

Χώρος:

Κεντρικό κτίριο ΕΚΠΑ
 

Κατηγορία:

Αρχαιολογία
 

Ετικέτες

Παλαιολιθικό σεμινάριο , παλαιοκλιματολογία , παγετώδεις περίοδοι , μεσοπαγετώδεις περίοδοι , θερμές περίοδοι , παγετώνες , ηλιακή ενέργεια
 
 
 
Κατά τη διάρκεια της Παλαιολιθικής Εποχής στις ψυχρές (παγετώδεις) περιόδους, τεράστιοι παγετώνες εξαπλώνονται σε μεγάλες εκτάσεις της Βόρειας Αμερικής και της Βόρειας Ευρώπης. Στις θερμές (μεσοπαγετώδεις) περιόδους, όπως η σημερινή, οι παγετώνες υποχωρούν. Σύμφωνα με την αστρονομική θεωρία του κλίματος, αυτές οι εναλλαγές ρυθμίζονται από περιοδικές μεταβολές της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο και την κλίση του άξονά της, που μεταβάλλουν την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που φθάνει στα βόρεια γεωγραφικά πλάτη το καλοκαίρι και που είναι απαραίτητη για να λιώσουν οι πάγοι. Ωστόσο, από τις 110 φορές που η εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια αυξήθηκε τα τελευταία 2.600.000 χρόνια (περίπου κάθε 20.000 χρόνια, όταν η Γη βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο κατά την διάρκεια του καλοκαιριού στο Βόρειο Ημισφαίριο) μόνο οι 50 οδήγησαν σε πλήρη τήξη των παγετώνων. Μέχρι στιγμής, οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει να εξηγήσουν γιατί ήταν 50 οι θερμές περίοδοι και όχι περισσότερες, και πώς οι αστρονομικές αλλαγές καθορίζουν τη σειρά αυτών των περιόδων. Διάφορα μαθηματικά μοντέλα έχουν προσπαθήσει να εξηγήσουν τα βασικά χαρακτηριστικά αυτών των κύκλων, όμως κανένα δεν έχει δώσει κατηγορηματική απάντηση, ενώ όλα τους εμπλέκουν πολύπλοκες παραμέτρους.
 
Στην ομιλία θα παρουσιάσουμε έναν απλό κανόνα που προβλέπει κάθε πότε τα τελευταία 2.600.000 χρόνια (την λεγόμενη Εποχή των Παγετώνων) λιώνουν οι πάγοι και ξεκινά μια θερμή εποχή. Η ιδέα βασίζεται στο ότι υπάρχει ένα κατώφλι στο ποσόν της ηλιακής ενέργειας που απαιτείται για την τήξη των πάγων. Πάνω από αυτό το όριο, οι πάγοι λιώνουν και μπαίνουμε σε μεσοπαγετώδη περίοδο. Στο πρώτο μέρος της Εποχής των Παγετώνων, η ηλιακή ενέργεια ξεπερνούσε το όριο τήξης κάθε 41.000 χρόνια. Γιατί όχι κάθε 20.000 χρόνια; Γιατί κάθε δεύτερη φορά που η Γη βρίσκεται πιο κοντά στον Ήλιο συνδυάζεται με μεγαλύτερη κλίση του άξονα της Γης, ανεβάζοντας την συνολική ενέργεια που καταφθάνει στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη και ξεπερνώντας το όριο τήξης πάγων. Ένα εκατομμύριο χρόνια πριν από σήμερα, το όριο ανέβηκε, έτσι ώστε οι παγετώνες αντί να λιώνουν συνέχισαν να αυξάνονται για περισσότερο από 41.000 χρόνια. Ωστόσο, κατά παράδοξο τρόπο, όταν η διάρκεια των παγετωδών περιόδων αυξάνεται, οι παγετώνες γίνονται πιο ασταθείς, και έτσι η απαιτούμενη ηλιακή ενέργεια για τήξη είναι μικρότερη. Συνδυάζοντας αυτές τις παρατηρήσεις σε έναν απλό κανόνα, είναι δυνατό να προβλέψουμε όλους τους τερματισμούς των παγετωδών περιόδων και τις ενάρξεις των θερμών περιόδων, που τα τελευταία ένα εκατομμύριο έτη συμβαίνουν περίπου κάθε 100.000 χρόνια. Το επόμενο βήμα είναι να καταλάβουμε γιατί το κατώφλι απαιτούμενης ενέργειας αυξήθηκε πριν από ένα εκατομμύριο χρόνια. Μια υπόθεση είναι ότι αυτό οφείλεται στη μείωση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα. Το μοντέλο ανοίγει ένα νέο τρόπο προσέγγισης του προβλήματος σε πιο στατιστική βάση, δηλαδή πότε μία τήξη παγετώνων είναι περισσότερο ή λιγότερο πιθανή, πότε οι τιμές της ακτινοβολίας ήταν τόσο υψηλές ώστε δεν υπήρχε περίπτωση «αντίστασης» των πάγων αλλά και πότε έφθασαν σχεδόν στο κατώφλι αλλά δεν κατόρθωσαν να ξεκινήσουν την τήξη. Τα αποτελέσματα εξηγούν γιατί εδώ και 11.000 χρόνια βρισκόμαστε σε μία θερμή περίοδο, παρά την σχετικά αδύναμη αύξηση της ηλιακής ενέργειας.


(Σημείωμα του ομιλητή)
 
  • Καθηγητής Φυσικής Γεωγραφίας, University College London
    Ο Χρόνης Τζεδάκης κατέχει την έδρα της Φυσικής Γεωγραφίας στο University College London. Πήρε το πτυχίο του στην Γεωλογία (BA) στο Boston University, το Master of Science (ScM) στο Τμήμα Γεωλογικών Επιστημών του Brown University και το διδακτορικό (PhD) στη Σχολή Βοτανικής στο University of Cambridge. Έχει διδάξει στα πανεπιστήμια Cambridge, Leeds, Αιγαίου. Αντικέιμενο των ερευνών του είναι τα αίτια και οι επιπτώσεις των κλιματικών αλλαγών κατά τις θερμές και ψυχρές περιόδους τα τελευταία 2,6 εκατομμύρια χρόνια.
Hays, J. D., Imbrie, J. & Shackleton, N. J. Variations in the Earth’s orbit: pacemaker of the ice ages. Science 194, 1121–1132 (1976).

Huybers, P. Glacial variability over the last two million years: an extended depth-derived age model, continuous obliquity pacing, and the Pleistocene progression. Quat. Sci. Rev. 26, 37–55 (2007).
 
Hodell, D. A. & Channell, J. T. Mode transitions in Northern Hemisphere glaciation: co-evolution of millennial and orbital variability in Quaternary climate. Clim. Past 12, 1805–1828 (2016).
 
Laskar, J. et al. A long-term numerical solution for the insolation quantities of the Earth. Astron. Astrophys. 428, 261–285 (2004).
 
Lisiecki, L. E. & Raymo, M. E. A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic 18O records. Paleoceanography 20, PA1003 (2005).
 
Milanković, M. Kanon der Erdbestrahlung und seine Anwendung auf das Eiszeitenproblem (Royal Serbian Academy, 1941).
 
Nisancioglu, K.H. Plio-Pleistocene glacial cycles and Milankovitch variability. 504-513 (Elsevier, 2009).
 
Paillard, D. Glacial cycles: towards a new paradigm. Reviews of Geophysics 39, 325-346 (2001).
 
Paillard, D. Predictable ice ages on a chaotic planet. Nature 542, 419-420.
 
Paillard, D. & Parrenin, F. The Antarctic ice-sheet and the triggering of deglaciations. Earth Planet. Sci. Lett. 227, 263–271 (2004).
 
Past Interglacial Working Group of PAGES. Interglacials of the last 800,000 years. Rev. Geophys. 54, 162–219 (2016).
 
Ruddiman, W. F. Earth’s Climate Past and Future. (W. H. Freeman 2001).
 
Shackleton, N. J. & Opdyke, N. D. Oxygen isotope and palaeomagnetic stratigraphy of equatorial Pacific core V28–238: oxygen isotope temperatures and ice volumes on a 105 and 106 year scale. Quat. Res. 3, 39–55 (1973).
 
Tzedakis, P.C., Channell, J. E. T., Hodell, D. A., Kleiven, H. F. & Skinner, L. C. (2012) Determining the natural length of the current interglacial.  Nature Geoscience 5, 138-141, doi: 10.1038/NGEO1358.
 
Tzedakis, P.C., Crucifix, M., Mitsui, T. & E.W. Wolff (2017) A simple rule to determine which insolation cycles lead to interglacials. Nature 542, 427-432, doi:10.1038/nature21364.