Glaciace i Zalednění (glaciace) glaciace spojena s umístěním kontinentů u pólů (Antarktida 15 mya, Severní ledový oceán); vliv albeda (z 40% -> 80%) glaciace i v prvohorách [Paleozoic] posledních 5 mil. let poloha kontinentů neměnná, ale glaciální cykly časté velký vliv na současné rozšíření organizmů relativně recentní => přesnější datování událostí několika nezávislými metodami (izotopy, pylové analýzy, mořské sedimenty) Pleistocén (1,8-2,2 mya), Holocén (od 10,3-11,5 tya) období glaciální cyklů začalo 5 -1,8 (2,5-2 mya), Antarktida pokryta ledovcem už 5-15 mya vznik Panamské šíje, zastavení cirkumtropického oceánského proudění + oddálení Antarktidy od Jižní Ameriky a Austrálie - chladné proudění glaciály, interglaciály (dlouhodobější) a interstadiály (krátkodobější a méně výrazné oteplení) interglaciály v intervalech 130 (147 tya) - 115 tya; trvání 10 tya) teplotní oscilace i v kratších intervalech - malá doba ledová ve středověku spař V / Wh™. \ / • dnešní teplota o 4,5° C vyšší než v posledním glaciálním maximu (Wůrm, 18-20 tis. let BP) *- l ľ I. i í I ■ I -A ~P\-f\ • glaciální maxima: 2-3 km silné ledovce, až 1/3 povrchu kontinentů v 1 '" • vliv i na nezaledněná území \ /A ,—. 4 """" _™......*■ NORTHERN HEMISPHERE lilii Data from thermometers (red) and from tree rings, corals, ice cores and historical records (blue). 1400 1600 1800 Year 1 3 Thousand yetat ago 13 zásadní jsou podmínky v létě pokud sníh v létě netaje -> fim -> led minimální dopad slunečního záření na severní polokouli: maximální excentricita oběžné dráhy, nízký sklon zemské osy, Slunce nejdál od Země v (severním) létě vliv zpětné vazby (=> ostré přechody mezi glaciály a interglaciály) glaciace: zvyšování albeda => zrychlení ochlazování deglaciace: vliv skleníkových plynů (metan, C02), únik do atmosféry => skleníkový efekt (+4,5° C od poslední glaciace jen skleníkovým efektem) 14 Krátkodobé fluktuace s: Colder and AD B P watte • poslední glaciál skončil 20-18 tis let BP !7C0 • maximální dopad slun. záření 12-9 tis. let BP - »eo- 3000 - 15Ö0~ MM • nejtepleji 8-4 tis. let BP (pomalu tající TO_ -*— woo - 2000 j--- led a pomalé oteplování oceánu) - • poslední 4 tis. let pomalé ochlazování s™°~ - 3000 - J5W ÍK0 (4-3,5 tis. let ochlazení o 2° C), potom mírný vzestup • oscilace v menším měřítku (teplý -sm středověk 1100-1400 vs. malá doba - 5500 ledová 1650-1850) - 6500 15 Temp. North America Alps Northwest Európe Britain Approx.date Holocene Würm Riss/Würm wj) Wisconsin Sangamon Weichsel Eamian Devensian Ipswichian <—10000 <— 70000 Cc [Minciari Riss ?5aale ľWolstonian 250000 Yasmouth Mindel/Riss ? H oistein ?Hoxnian C C Kansan Mindel ? Elster .Any .:! -500 000 w J Aftonian Günz/Mindel complex ?Cromerian Vc Nebraskan Gün; ?Menapian Donau/Günz ?Waalian Donau ?Eburonian wj) Biber/Donau ?Tiglian Biber ? Pretiglian <—2.4xlOb wj) Reuverian 16 kdysi se uvažovalo o 4 (5) glaciálních cyklech, dnes je jasné, že jich bylo výrazně více nové metody, přesnější data (radioizotopy, kyslíku v ledovcích a schránkách mořských živočichů z oceánského dna) kdysi interglaciál brán jako normál, dnes víme, že interglaciál je výjimečný (10%) Present mean temrťT27-:e 115; C) 400 Thousand years ago 17 18 PALEOCLIMATE A 485-million-year history of Earth's surface temperature mm jimi i| .........m (11 C-36 C) Alternativní vysvětlení cyklicity sopečná činnost: sopečná aktivita => prach v atmosféře => nižší průnik slunečního záření; vyšší sopečná aktivita během posledních 2 mil let, ale neprokázána souvislost s teplotními oscilacemi oceánské proudění: „dopravníkový pás" může být ledovci zatlačen k jihu => omezení distribuce tepla; silný teoretický základ, zatím neprokázáno, ale pravděpodobně důležitý faktor 19 20 Sopečná činnost v krátkodobém 21 Alternativní vysvětlení cyklicity sopečná činnost: sopečná aktivita => prach v atmosféře => nižší průnik slunečního záření; vyšší sopečná aktivita během posledních 2 mil let, ale neprokázána souvislost s teplotními oscilacemi oceánské proudění: „dopravníkový pás" může být ledovci zatlačen k jihu => omezení distribuce tepla; silný teoretický základ, zatím neprokázáno, ale pravděpodobně důležitý faktor 22 23 24 Vliv na nezaledněné oblasti průměrná teplota oceánů se změnila jen o 2-3° C (vysoká teplotní kapacita vody), oproti 4-8° C v teplotě vzduchu (20-28° C v zaledněných oblastech) posun klimatických pásem se zeměpisnou šířkou i nadmořskou výškou hranice věčného ledu v horách asi o 1000 m níže než dnes (hranice lesa v Andách 2000 vs 4000 m.n.m.) fauna izolovaných pohoří se dostala do kontaktu, naopak fragmentace lesů 25 Posledních 500 mil. let iií^ufl in1 ■I ■■■ I |i|nH ■IHWIIIIIIHMIi ■■■^■■■■■lllllHIIIWllli»l|ilBIHIIi|ii| 26 Horní hranice deštného lesa «900 Změny průměrné roční teploty v tropické Americe 3S00 2 30JXH1 20.001) 10JXW 0 ; 3501) j 250D r 4000 3000 2500 o» -40" -w -30* 2CC0 " ™„„'T 27 • změna klimatických podmínek obecně, jiná cirkulace atmosféry, jiné rozložení srážek, silný teplotní gradient mezi zaledněnými a nezaledněnými oblastmi (B) 28 1. oblasti monzunů a deštné lesy sušší, dnešní pouště vlhčí (ale regionální rozdíly!) 2. silnější latitudinální teplotní gradient než dnes (tropy téměř stejná teplota jako dnes, ale boreální les často v dnešním subtropickém pásmu) 3. klimatická pásma byla odlišná, jiné kombinace oceánského proudění, srážek, směru a intenzity převažujících větrů, teplotních gradientů...) 4. mnoho jiných biomů, ale existovaly i dnešní biomy 5. odpověď druhů na změny klimatu individuální => biomy hostily jiná společenstva I_jTur.dra | | Forest |Stappe Europe during the Last Glacial Maximum 29 30 Pluviální jezera vlhké klima v oblastech mnoha dnešních pouští: Severní Amerika, západní Sahara, Kalahari, Austrálie, Mrtvé moře, Chile a Argentina (postupné vysychání) Postglaciální jezera vznik jezer táním ledovců: Great Lakes v Severní Americe 12 tis-9 tis letBP některé dodnes, většina vymizela, někdy velice náhle (prolomení hráze) 33 34 150* 1Z0° 90" 60'_30° Změny v hladině moří a oceánů kolísání hladiny světového oceánu jako důsledek glaciace eustatické změny - vlivem zamrzání a tání ohromného objemu mořské vody isostatické změny - relativní, ne globální, ledový příkrov svou hmotností může zatlačit zemskou desku hlouběji do astenosféry, až o 300 m (Grónsko, Skandinávie) 35 36 změny isostatické následují se značnou časovou prodlevou => vznik mělkých moří na pevninských deskách, např. oblast řeky Sv. Vavřince v Severní Americe až po jezero Ontario byla po poslední době ledové o 275 m níže než dnes Vliv na rozšíření organizmů: souhrn 1. dřívější společenstva se rozpadla, jednotlivé druhy odpovídaly na klimatické změny samostatně, podle svých schopností šíření a fyziologických možností 2. mnoho druhů následovalo pohyb klimatických pásem (ale různá rychlost, často zpoždění) 41 42 rastlinné druhy se obecně přesunovaly pomaleji než živočišné častý vznik izolovaných populací => evoluční procesy -diferenciace, speciace mnoho druhů zůstalo v původních areálech a adaptovalo se na nové prostředí druhy, které nezměnily areál ani se neadaptovaly vymřely 45 obecně míra vymírání fauny mnohem nižší než vymírání flóry (pohyblivost?) některé skupiny savců (spásači, šelmy) prošly během Pleistocénu radiací Denen^DosTěaninoglaciaTRyn^ naopak vymírání fauny vyšší (úzce specializované rostliny vymřely již dříve, vymírání velkých býložravých savců a šelem) důvodem vymírání megafauny asi příliš vysoká specializace na savany a stepi + noví konkurenti a predátoři (včetně Horno sapiens) 46 Glaciace - příčiny • postavení kontinentů • Milankovičovy cykly - periodicita -vliv na nezaledněné oblasti • aridní oblasti • postglaciální jezera • pluviální jezera -vliv na hladinu moří a oceánů -vliv na rozšíření organizmů 47 8