KLIMATSKE PROMJENEKlimatske promjene su dugotrajne promjene u statističkoj raspodjeli klimatskih faktora. Termin "vrijeme" odnosi se na kratkoročne zbivanja u atmosferi, dok se "klima" odnosi na duže vrijeme,u pravilu, za razdoblje od najmanje 30 godina

Klimatske promjene se mogu odnositi na određene posebne regije ili se može odnositi na cijelu Zemlju.

U zadnje vrijeme, posebno u vezi sa zaštitom prirodnog okoliša, klimatske promjene se obično odnose na današnje promjene klime. Posebno se to odnosi na sve veći ljudski utjecaj na klimatske promjene, koji je povezan s današnjim globalnim zatopljenjem.

Dokazi globalnog zatopljenja su brojni. Mjerenja na meteorološkim stanicama i uspoređivanje s mjerenjima u prošlosti, kontinuirana globalna (ili točnije kvaziglobalna) mjerenja putem satelita od 1979. godine na ovamo, povlačenje ledenjaka, sve češća obaranja temperaturnih rekorda, porast razine mora, opadanje površine pod ledom na sjevernoj polutci...

Zadnjih 15-tak godina najtoplijih je 15-tak godina otkad postoje sustavna mjerenja na Zemlji.

Koji su dakle mogući uzroci globalnog zatopljenja? Prema iznesenom, to su 1) porast koncentracije CO2, 2) prirodni utjecaji na klimu i 3) oba uzroka zajedno.

Uglavnom se klimatske promjene odnose na promjene statističkih podataka klimatskog sistema, razmatrajući vrijeme od više desetaka godina i duže, s obzirom na njen uzrok. Kolebanja klime koja su kraća od nekoliko desetaka godina, kao što je pojava El Niña, se ne smatraju kao klimatske promjene.

Faktori koji utječu na oblikovanje klime se nazivaju prisilna djelovanja. To uključuje takve pojave kao promjene u Sunčevom toplinskom zračenju, odstupanju od Zemljine planetarne putanje ili orbite, promjenjiva tektonika ploča i pomicanje kontinenata, te promjene u koncentraciji stakleničkih plinova.Međutim, klima se mijenja i te klimatske promjene su uglavnom nastale zbog ljudskog djelovanja

Milijunima godina, kretanje tektonskih ploča mijenja izgled kontinenata i oceana, što isto utječe na promjene klime i strujanja u oceanima i atmosferi. Položaj kontinenata određuje i oblik i smjer oceanskih struja, a time i prijenos topline i vlage duž cijele Zemlje.

Zadnji primjer: PANAMSKA PREVLAKA

Tijekom evolucije života na Zemlji, smatra se da je došlo do 7 izrazito velikih promjena klime koje si znatno utjecale i modificirale živi svijet. Izumiranjem mnogih biljnih i životinjskih oblika otvorena su vrata evoluciji vrsta s većom sposobnošću prilagodbe.

Npr. krajem Kambrija, prije oko 480 milijuna godina– epizodno masovno izumiranje organizama. Razlog izumiranja: privremeno jako zahlađenje mora

Izbrisano oko 60% života u moru.

Uzrok zahlađenja moguća zbog promjena u atmosferi i uništenjeozonskog omotača.

Sredinom Ordovicija život je krenuo na kopno. Razina ugljikovog-dioksida (CO2) u Zemljinoj atmosferi bila je 4,200 ppm, dakle 15 puta veća od pred-industrijskog razdoblja. Razina kisika bila je oko 68 % današnje razine.

Ordovicij je završio serijom masovnih izumiranja vrsta koje predstavlja drugo najveće izumiranje u povijesti zemlje po broju rodova koji su izumrli.

najhladnije ledeno doba zadnjih 600 mil. God.

No to ledeno doba nije bilo toliko dugo, negdje između 0.5 do 1.5 milijuna godina. Gondwana se spustila na južni pol pa je glacijacija zarobila i smanjila vodu u svjetskim oceanima.-S druge strane, površinom znatno manje, ali razvedeno kopno oko ekvatora - pogodni uvjeti za život u moru – početak razvoja riba koštunjača i algi kopna.

DEVON – prije 416 - 359 mil. god. - Topla klima. Temp. mora oko 30 0C.

Započinje inicijalni nastanak koraljnih grebena

Ribe su kroz evoluciju dobile mogućnost da hodaju po kopnu kao vodozemci –topla i vlažna klima

Pravi člankonošci poput insekata i paučnjaka su također počeli kolonizirati kopnene habitate.

Šume papratnjača su se proširile preko gole zemlje. Znatan pad koncentracije CO2 iz atmosfere – prenos ugljika u tlo i hlađenje atmosfere

Krajem devona dogodio se produžen niz izumiranja koje

je istrijebilo oko 70% svih živih vrsta oceana, vjerojatno

zbog smanjene primarne produkcije u moru. To nije bio

iznenadan događaj jer je trajao oko 20 milijuna godina.

Izumiranje je najviše obuhvatilo morske skupine:

brahiopode, trilobite, amonite (mekušci slični Nautilis), te

sve primitivne ribe.

Kopnene biljke i životinje

nisu bile obuhvaćene

u ovom nizu izumiranja.

PERM – prije 299 - 251 mil. god. Planetom je u to vrijeme dominirao jedan superkontinent – PANGEA, te veliki PANTHALASSIC ocean. Stvaraju se dva mala oceana: Paleo-Thetys i Tethys ocean (dominirat će u mezozoiku)

Ogromna kopnena masa stvara klimu s ekstremnim

varijacijama temperature (ekvator i polovi). Monsuni

sezonski donose velike količine oborina oko ekvatora. U

ostalim dijelovima pustinje su bile široko rasprostranjene.

Stoga, početak razdoblja je obilježila hladnija i suša klima.

Usporedbo s nestankom močvara, nestaju ogromne

prašume papratnjača. Počinju se razvijati šume

gimnosperma, prilagođene na nove klimatske uvjete.

Nestaju amfibijski životinjski oblici, a na njihovim staništima

pojavljuju se reptili slični sisavcima (otporni na sušu).

Na kopnu su formirane najviše uzvisine do tog vremena.

Krajem perma se odigralo najveće izumiranje biljnih i životnijskih

vrsta u povijesti Zemlje, u kojem je nestalo oko 70 % kopnenog

života i do 90 % morskog života. Pretpostavke katastrofe:

1. Erupcije vulkana (dokazi magme u Sibiru)

2. Ispuštanje velih količina sumporo-vodika iz dubokih

ocenaskih ispuha. Plin je stvorio prvo anoksične uvjete u

oceanu, a zatim se počeo akumulirati i u atmosferi.

Razarajući ozonski omotač, znatno je poremetio snagu UV-

zračenja Zemlje.

3. Poplava tekućeg bazalta: zatopljenje je povečalo

temperature oceana i smrznute zalihe metana iznad dna

oceana su stvorile efekt staklenika u atmosferi.

4. Intezivno radiaktivno zračenje super-nove

Od PERMA – a, život na Zemji počinje drugačije izgledati.

U morima i oceanima nestaje glavnina oblika

beskralježnjaka koji su svoje porijeklo vodili od kambrija.

Takvi životni oblici se u daljnjoj evoluciji više nikad nisu

ponovili, ali su otvorili životni prostor za razvoj njihovih

znatno naprednijih rođaka.

Jedan mali broj nekada dominantnih morskih

beskralježnjaka je preživio i nastavio daljnju evoluciju, ali

nikad ponovno nisu postali brojni.

MEZOZOIK je bio vrijeme tektonske, klimatske i evolucijske

aktivnosti. Kontinenti su se postupno mijenjali od stanja

međusobne povezanosti prema njihovoj današnjoj konfiguraciji;

ova podjela je dovela do specijacije i drugih važnih

evolucijskih događaja. Klima je bila dosta topla kroz cijeli period

te je imala važnu ulogu pri evoluciji i diversifikaciji novih

životinjskih vrsta.

Početak mezozoika, TRIJAS, predstavlja razdoblje tranzicije

životnih oblika i pred kraj mezozoika već je postojala osnova

modernog života.

Pangeja je podjeljena ekvatorom. Počinje se stvarati dugačka dolina (pukotina) između afričkog i sjeverno-američkog dijela Pangeje. Tetis more počelo se uvlačiti u kopno Pangeje, te cijepati kontinent na sjeverni dio – Laurasia i južni dio – Gondwana.

JURA – prije 199 - 146 mil. god. ERA REPTILA.

Klima topla i stabilna, s malim sezonskim promjenama.

Velike vulkanske erupcije izbacuju enormne mase bazalta.

Izgleda da nije bilo kopna na polovima, kao ni velikih

polarnih kapa.

Počinje razvoj se današnjih oblika gimnospermi, te

ubrzava razvoj angiospermi. Topla, vlažna klima na višim

geografskim širinama je omogućila da veći dio kopna

pokriju bujne džungle. Dominira crnogorično drveće, niske

i drvolike paprati.

Raznolik život u slatkim vodama.

Oceani prepuni riba i glavonožaca, ihtiosaura i pleisosaura.

Morski psi - istog razvoja kao i danas. Brojni morski krokodili.

Velika biološka raznolikost morskih beskralježnjaka. Spužve,

koralji, puževi i školjkaši se po građi ne razlikuju od danas

živućih.

O bagastvu i raznolikosti planktona svjedoče mnogobrojni

fosilni ostaci: kokolitoforidi, dinoflagelati, dijatomeje;

foraminiferi, radioloarije, ostrakodi. Stvaraju se nakupine

organske tvari i kalcijevog karbonata na morskom dnu.

Razvijaju se crvene alge.

KREDA - od 145,5 do 65,5 milijuna godina

Klima je bila topla, a čak ni polarne regije nisu imale leda. Kreda je zadnje veliko rasprostranjenje slanih močvara. Krajem razdoblja klima postaje hladna. Dominiraju angiosperme. Izumiranje pra-ptica i velikog broja gmazova. Sisavci, veoma mali rastom (patuljasti), postaju brojni kralježnjaci.

Promjena režima strujanja uvjetuje nedostatak otopljenog kisika

uz dna oceana – hipoksija. Dolazi do stvaranja velikih naslaga

ne raspadnute organske tvari. Formira se kalcijski ili silicijski

mulj – počinje stvaranje nafte i plina. Stvaraju se stjene od

kalcijevog karbonata (vapnenac) ili silicijeca oksida (dolomit).

Veliko bogastvo fosilnih ostataka.

Kraj krede je jasno definiran i smješten u naslage bogate

iridijumom koje se mogu naći svuda u svijetu i koje se

povezuju s meteorskim kraterom Chicxulub na Yucatanu i

u Meksičkom zaljevu. Ova naslaga je jasno datirana na

65,5 Ma. Sudar meteora s Zemljom je vjerojatno

odgovoran za veliko i temeljito proučavano kredsko-

tercijarsko masovno izumiranje (temperatura, eksplozija,

ogromni oblaci prašine)

Tijekom masovnog izumiranja veliki broj vrsta (~50%) i

poznatih porodica (~25%) je nestao. Biljke su bile gotovo

netaknute, dok su morski organizmi najteže pogođeni. To

uključuje veliki broj (~95%) tipova planktonskih foraminifera

(osim Globigerinida), te još veći broj Coccolithophorea, kao i

sve belemnitske glavonošce, te sve grebenske mekušce, kao i

sve morske reptile osim kornjača i krokodila.

Dinosauri su bili najpoznatije žrtve kredskog izumiranja.

Kenozoik je najmlađa od tri klasična geološka razdoblja, zapoočeto

prije 65,5 miliona godina s kredsko-tercijarnim masovnim

izumiranjem. Traje i danas.

Dijeli se u dva perioda - Paleogen i Neogem, a oni su podijeljeni u

epohe. HOLOCEN je današnja epoha.

Kenozoik je doba sisavaca, koji su se razvili u razgranatu grupu

kopnenih, morskih i letećih žiivotinja. Kenozoik se isto tako može

nazvati i dobom savana, te međusobno ovisnih kritosjemenjača i

insekata.

Geološki gledano, kenozoik je doba kada su se kontinenti pomakli do

svojih današnjih pozicija.

Kraj paleocena (55.5/54.8 Ma) je označen jednim od najznačajnijih perioda globalnih promjena za vrijeme kenozoika, naglom promjenom klime - tzv. Paleocensko-eocenskim termalnim maksimumom, koji je poremetio oceansku i atmosfersku cirkulaciju i doveo do izumiranja brojnih podvodnih benthskih foraminifera, a na kopnu do velikih promjena među sisavcima.

Početkom eocena staklenički plinovi (ugljični dioksid i metan) imali

su značajnu ulogu u kontroli površonske temperature.

Različiti geokemijski i palaentološki pokazatelji ukazuju da su tijekom

maksimalnog globalnog zatopljenja u eocenu vrijednosti ugljičnog

dioksida bile između 700 i 900 ppm. Pedološki pokazatelji i izotopi

morskih bušotina ukazuju na koncentaciju ugljičnog dioksida preko

2000 ppm u razdoblju od miliun godina. Za usporedbu, današnja

razina CO2 je oko 390 ppm.

Tijekom ranog eocena koncentracije metana su također imale

drastičan utjecaj na klimu, s vrijednostima od oko 25 puta većim od

CO2. Glavni izvori metana bile su močvare, bare i nakupine ugljena.

Za usporedbu, današnja razina metana u atmosferi je oko 1,79 ppm.

Procjenjuje se da je površinska temperatura mora bila 350C, a

morskog dna 100C: veliki prijenos topline prema polovima. Ovakva

situacija uzrokovala je velike promjene na cikluse planktonskih i

bentonskih foraminifera i njihovu sedimentaciju na morskom dnu

u smanjenim koncentracijama kisika (anoksija-hipoksija)- NAFTA

Smatra se da je kontinentalna temperaturna sezonska razlika

između zime i ljeta bila za 75% manja u usporedbi s današnjim

varijacijama Sjeverno-Američkog kontinenta.

Na polovima su se stvorili “stratosferni oblaci” koji su dodatno

utjecali na održavanje efekta staklenika.

Sredinom eocena dolazi do drastičnog pada koncentracije CO2, a

što je bilo povezano s masovnom pojavom slatkovodne paprati

roda Azzola u Sjevernom moru. Pretpostavlja se da je naselila

velike površine morskog dna i “povukla” velike koncentracije CO2 iz

atmosfere do razine od 470 ppm (40 ppm više od današnjeg).

Današni oblik plutajuće vodene paprati: Azolla filiculoides naseljava tropska područja Amerike, Azije i Australije. Sposobna je vezati dušikove spojeve iz atmosfere

Dolazi do zahlađenje i stvaranja velikih ledenih površina na polovima.

Promjene temperaure oceana formiraju Antartičku cirkumpolarnu struju.

Njezina vrtložna kretanja spriječila su prodor tople vode. S druge strane,

prodor Antartičke struje prema kontinentalnim masama stvarle su

“upwelling”, izuzetno važan za mijšanje sedimentiranih nutrienata i

povečanje produkcije.

Sredinom eocena desila se jedna kratka epizoda ponovnog koncentriranja

ugljičnog dioksida u atmosferi i ponovnog globalnog zatopljenja (po nekim

autorima većim od prethodnog). Uzrok ovoj epizodi bile su velike vulkanske

erupcije, raspadanje sedimenata usljed velikih tektonskih gibanja: spoj

indije s Azijom i stvaranje Himelaja. Kraj eocena završava ponovno

hladnom klimom.

Promjena klime krajem eocena uzrok je promjene šumskog drveća od tropskog i vazdazelenog u listopadne oblike koji počinju dominirati. Listopadno bilje se prilagođava novo-nastalim uvjetima velikih sezonskih promjena temperature. Krajem ere listopadne šume naseljavaju velika područja Euroazije i sjeverne Amerike. Tropske šume zadržale su se samo oko ekvatora, a vazdazelene šume na višim područjima i geografskim širinama.

OLIGOCEN - od prije 34 do prije 23 miliona godina

Početak oligocena je označilo veliko masovno izumiranje

koje može biti vezano uz udar vanzemaljskog objekta na

Sibir i/ili na zaljev Chesapeake.

Razdoblje značajno za razvoj i prevlast trava u kopnenoj

flori, te povlačenje tropskih šuma u ekvatorijalni pojas.

Era značajna za početak alopatričke ili geografske

specijacije: izoliranost popolacija koja dovodi do prestanka

genetske izmjene.

Velika imigracija Azijske faune u Evropu osim za neke

glodavce i tobolčare.

Značajke početka oligocena je nastavak zahlađenja, povećanje

ledenih masa i smanjenje razine mora za 55 m

7 miliona godina atmosferske depresije naglo je prekinuta

erupcijom vulkana La Garita Caldera čiji se utjecaj osjetio

slijedeća 1-2 miliuna godina (pozicija Colorado, US). Mnogi

znanstvenici smatraju je najvećom vulkanskom erupcijom.

MIOCEN - prije 23 do 5,3 miliona godina.

Karakterika klime je stalne varijacije i prelaz prema posebice

hladnom Pliocenu. Klima hladnija i suha

Kretanje kontinenta važno za formiranje Sredozemnog mora.

Dominacija stepske flore stvara posebne ekosustave vezane za

hranidbenu mrežu (herbivori-karnivori)

Fauna moderna – razvijaju se dnašnji oblici: psi, rakuni, konji,

medvjedi, jeleni, deve.... , kao i mnogobrojne ptice.

Krajem razdoblja evolucija ljudske vrste.

Što je Mesinenska kriza slanosti ?• Messianian = geološko vremensko koje odgovara

s vremenom starosti fosilnih nalazišta u kamenim naslagama pokraj Messine, Sicilija.

• Kriza = potpuno isušenje Mediteranskog bazena

• 5.5 Ma: Ponovno potapljanje Mediteranskog bazena nakon više od 700 000 godina.

Meseninska krizaGeološki događaj prije 5,96-5,33 milijuna godina tijekom kojeg

Sredozemno more skoro potpuno presušilo (evaporacija)

zbog potpunog zatvaranja Sredozemnog bazena. Pod vodom

nekadašnjeg Tetys mora ostale su samo današnje največe

udubine (brazde) u kojim je slanost bila slična današnjem

Mrtvom moru. Potpuno isušenje spriječilo je dotok slatke vode

tadašnjih Sredozemnih rijeka. U tim bazenima zadržali su se

potomci nekadašnjeg Tetys mora koji danas predstavljaju 5%

endemske faune Mediterana.

Meseninska kriza završava s tzv. Zanclean poplavom, kada

Atlantik prodire preko današnjeg Gilbratarskog tjesnacai

ponovno puni Sredozemni bazen morem.

Znanstvenici ovaj događaj smatraju najvećom poplavom u

povjesti Zemlje. Kompletni bazen je prema nekim

istraživanjima bio napunjen za nekoliko mjeseci, maksimalno

za dvije godine. Dnevna razina uzdizanja mora bila je veća od

10 m.

Meseninska kriza završava s tzv. Zanclean poplavom, kada

Atlantik prodire preko današnjeg Gilbratarskog tjesnaca i

ponovno puni Sredozemni bazen morem.

Znanstvenici ovaj događaj smatraju najvećom poplavom u

povijesti Zemlje. Kompletni bazen je prema nekim

istraživanjima bio napunjen za nekoliko mjeseci, maksimalno

za dvije godine. Dnevna razina uzdizanja mora bila je veća od

10 m.