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Lección 7. CAMBIOS CLIMÁTICOS DURANTE EL PLEISTOCENO.
CICLOS GLACIAL-INTERGLACIAL
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 básica
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in a coupled model. Nature, 438, 208-211.
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GLACIACIÓN CUATERNARIA:
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).
Las glaciaciones cuaternarias
no son eventos únicos en la
Historia de la Tierra
Etapas glaciares en la Historia de la Tierra
EVOLUCIÓN TÉRMICA DE LAS AGUAS OCEÁNICAS DURANTE EL CENOZOICO
Glaciales
CICLICIDADES
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
Interglaciales
Casquete Laurentino:
Casquete Finoescandinavo:
Superficie: 16 x 106 km2
Superficie: Escandinavia + Mar Báltico
Volumen: 30 x 106 km3
Volumen: 7 x 106 km3
GLACIOISOSTASIA:
GLACIOISOSTASIA 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.
Compensación isostática en continentes
Dρ 0 = ρ (D + h)
Hρ c + tρ M = (h + H + t )ρ c
Compensación isostática en océanos
Dρ 0 = ρ a h'+(D − h)ρ '
Hρ c = h' ρ a + (H − h'−t )ρ c + t ' ρ M
Glacioisostasia se define como el ajuste de la litosfera que sucede a la formación o fusión de una
capa de hielo.
Hipótesis del rebote elástico ligado a glaciarismo
GLACIOEUSTASIA
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.
Transgresión
Flandriense
18,2
RISS
WÜRM
118
138
Transgresión
Sangamoniens
e
Tasa de
levantamiento:
0,5 a 3 mm/a
Curva de
cambios del
nivel del mar
cuaternarios
correlacionada
con la curva
isotópica
Puentes intercontinentales
CAUSAS 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
HEMISFERIO NORTE
Continente en el Polo Sur (latitudes
muy altas)
Continentes en latitudes bajas (insolación)
Primeros hielos antárticos: 35 m.a.
Océano profundo en latitudes polares
Primeros hielos en Groenlandia: 7 m.a.
Hipótesis: abundante precipitación nival durante el
invierno y buena preservación de la nieve durante
el verano
FACTORES:
Astronómicos
Geológicos
CAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES: factores astronómicos
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 ka
Periodicidad: 100 y 400 ka
Situación del perihelio y afelio
para el inicio de una glaciación
(situación al inicio del Pleistoceno)
Periodicidad: 21 ka
Resumen de los parámetros astronómicos
CAUSAS DEL INICIO DE LAS GLACIACIONES: factores geológicos
Formación del Istmo de Panamá:
- Atlántico Norte cálido
ALTA EVAPORACIÓN
-Actividad de la Corriente del Golfo
ALTA HUMEDAD ATMOSFÉRICA
PRECIPITACIONES
IMPORTANTES
Insolación baja
ACUMULACIÓN DE
NIEVE
Precipitaciones importantes
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 RISS-WÜRM (Eemiense)
- Características generales de los interglaciares
- Cuándo y dónde comienza un interglacial: hipótesis
- Cómo finaliza un interglacial
Características generales:
Temperatura:
Temperatura entre 1 y 2 ºC superiores a las actuales
Nivel del mar más elevado que en la actualidad: deshielo de la parte occidental de
Antártida
N.m. de
4a6m
por
encima
del
actual
Variación del nivel del mar deducido del estudio de terrazas coralinas de Huon (Papua-Nueva Guinea)
Insolación:
-Excentricidad
-Oblicuidad
-Perihelio
Estacionalidad muy marcada:
- Verano: alta insolación
- Invierno: baja insolación
118
127
Estabilidad climática:
tica
Estabilidad
Caída del n.m.
Estudio polínico e isotópico del lago Ribains Maar (Rioual et al., 2001)
CONCLUSIÓN:
No hay certeza de una
estabilidad climática
Estudio de un arrecife de coral en Bahamas (Thompson et al., 2005)
Cuándo y dónde comienza un interglacial: hipótesis
INCÓGNITA
Primera hipótesis: en el Polo Norte
Segunda hipótesis: en el Polo Sur
Tercera hipótesis: en el Trópico
En el Polo Norte
Aumento de la insolación veraniega en latitudes altas
SPECMAP: Spectral Mapping timescale
En el Polo Sur
Hemisferio Norte
Inicio del inter Riss-Würm: 135 ka
135
El nivel del mar comenzó a
subir antes de 130 ka
138 ka
Hemisferio Sur
En el Trópico
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 GLACIACIÓN WÜRM
- Fases intra-glaciación
- Variabilidad térmica
- Eventos de Heinrich y oscilaciones de Daansgard-Oeschger
- El último máximo glacial
Fases intra-glaciación
30 ka
(aprox.)
85 ka
(aprox.)
+δ18O
-δ18O
115 ka
Variabilidad térmica
Estadial: etapa de descenso significativo de la temperatura. Finaliza
con un evento de Heinrich.
Interestadial
Estadial
-∆T
Estadial
Estadial
Interestadial (evento de calentamiento de Dansgaard-Oeschger):
etapa de aumento brusco de la temperatura.
Estadial
+∆T
+∆T
-∆T
WÜRM
Ciclicidad: ≈ 1470 a
Causas de la variabilidad climática: cambios rápidos en el tamaño de los casquetes
Laurentino y Finoescandinavo
Retroalimentación +
Mayor albedo superficial
Menor temperatura
TIEMPO
Reducción de las
precipitaciones (menor
evaporación
Extensión hacia latitudes más bajas
Mayor temperatura
Menor potencia de lámina de hielo
INESTABILIDAD DEL HIELO
FUSIÓN RÁPIDA
FIN BRUSCO DE LA
GLACIACIÓN
Valor del descenso térmico:
Groenlandia: 23 ºC inferior al actual
∆T = 9 ºC
El Último Máximo Glacial (Younger Dryas)
Trópico: 5 ºC inferior al actual
Hemisferio 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
n.m.= -120 m
Aguas oceánicas superficiales: 4-5
ºC inferior al actual
Casquetes Laurentino y Finoescandinavo
Casquete Laurentino:
Casquete Finoescandinavo:
16x106 km2, 32 veces la
superficie de España.
7x106 km3
3.000-4.000 m de espesor
30x106
km3
2.000 m de espesor máximo
Latitud equivalente a la de
Berlín
36º latitud N (Nueva York)
¿De dónde procede la humedad para formar esos casquetes de hielo?
T
Precipitación
intensa
O
IC
M
ÉR
IE
AD
GR
Aire cálido
Aire frío
y denso
Polo N
NT
E
¿De dónde procede la humedad para formar esos casquetes de hielo?
Ecuador
Evaporación
intensa