Il y a eu de longues périodes dans l'histoire de la Terre où la planète entière était chaude - de l'équateur aux pôles. Mais il y a eu aussi des périodes si froides que les glaciers ont atteint les régions actuellement classées comme zones tempérées. Très probablement, le changement de ces périodes était cyclique. Par temps chaud, il pouvait y avoir relativement peu de glace et on ne la trouvait que dans les régions polaires ou sur les sommets des montagnes. Une caractéristique importante des périodes glaciaires est qu'elles modifient la nature de la surface de la terre: chaque glaciation affecte l'apparence de la terre. En eux-mêmes, ces changements peuvent être petits et insignifiants, mais ils sont permanents.
Histoire de la période glaciaire
Nous ne savons pas exactement combien de périodes glaciaires ont eu lieu au cours de l'histoire de la Terre. Nous connaissons au moins cinq, peut-être sept âges glaciaires, en commençant par le Précambrien, en particulier: il y a 700 millions d'années, il y a 450 millions d'années (période ordovicienne), il y a 300 millions d'années - la glaciation permienne-carbonifère, l'une des plus grandes périodes glaciaires. affectant les continents du sud. Les continents du sud font référence au soi-disant Gondwana, un ancien supercontinent qui comprenait l'Antarctique, l'Australie, l'Amérique du Sud, l'Inde et l'Afrique.
La glaciation la plus récente fait référence à la période dans laquelle nous vivons. La période quaternaire de l'ère cénozoïque a commencé il y a environ 2,5 millions d'années lorsque les glaciers de l'hémisphère nord ont atteint la mer. Mais les premiers signes de cette glaciation remontent à 50 millions d'années en Antarctique.
La structure de chaque période glaciaire est périodique: il y a des ères chaudes relativement courtes et des périodes de givrage plus longues. Naturellement, les vagues de froid ne sont pas uniquement le résultat de la glaciation. La glaciation est la conséquence la plus visible des périodes froides. Cependant, il existe des intervalles assez longs qui sont très froids malgré l'absence de glaciers. Aujourd'hui, des exemples de telles régions sont l'Alaska ou la Sibérie, où il fait très froid en hiver, mais il n'y a pas de glaciation, car il n'y a pas assez de précipitations qui peuvent fournir suffisamment d'eau pour la formation des glaciers.
Découverte des périodes glaciaires
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Nous savons qu'il y a des périodes glaciaires sur Terre depuis le milieu du 19e siècle. Parmi les nombreux noms associés à la découverte de ce phénomène, Louis Agassiz, un géologue suisse ayant vécu au milieu du XIXe siècle, est généralement cité en premier. Il a étudié les glaciers des Alpes et s'est rendu compte qu'ils étaient autrefois beaucoup plus étendus qu'ils ne le sont aujourd'hui. Non seulement il l'a remarqué. En particulier, Jean de Charpentier, un autre Suisse, a également noté ce fait.
Il n'est pas étonnant que ces découvertes aient été faites principalement en Suisse, car des glaciers existent encore dans les Alpes, même s'ils fondent assez rapidement. Il est facile de voir qu'autrefois les glaciers étaient beaucoup plus grands - il suffit de regarder le paysage suisse, les creux (vallées glaciaires) et ainsi de suite. Cependant, c'est Agassiz qui a proposé pour la première fois cette théorie en 1840, en la publiant dans le livre Étude sur les glaciers, et plus tard, en 1844, il a développé cette idée dans le livre Système glaciare. Malgré le scepticisme initial, au fil du temps, les gens ont commencé à réaliser que c'était effectivement vrai.
Avec l'avènement de la cartographie géologique, en particulier en Europe du Nord, il est devenu clair que les glaciers étaient immenses. À cette époque, il y avait une discussion approfondie sur la façon dont ces informations se rapportent au déluge, car il y avait un conflit entre les preuves géologiques et les enseignements bibliques. Les dépôts glaciaires étaient à l'origine appelés déluviaux parce qu'ils étaient considérés comme des preuves du déluge. Ce n'est que plus tard que l'on a su qu'une telle explication ne convenait pas: ces dépôts témoignaient d'un climat froid et d'une glaciation étendue. Au début du XXe siècle, il est devenu clair qu'il y avait de nombreux glaciers, et pas un, et à partir de ce moment, ce domaine de la science a commencé à se développer.
Recherche sur l'ère glaciaire
Les preuves géologiques des périodes glaciaires sont connues. La principale preuve des glaciers provient de dépôts caractéristiques formés par les glaciers. Ils sont conservés dans la section géologique sous la forme d'épaisses couches ordonnées de dépôts spéciaux (sédiments) - diamicton. Ce ne sont que des accumulations glaciaires, mais elles comprennent non seulement des dépôts glaciaires, mais aussi des dérives d'eau de fonte formées par ses ruisseaux, ses lacs glaciaires ou ses glaciers se déplaçant dans la mer.
Il existe plusieurs formes de lacs glaciaires. Leur principale différence est qu'il s'agit d'un plan d'eau entouré de glace. Par exemple, si nous avons un glacier qui monte dans une vallée fluviale, alors il bloque la vallée comme un bouchon dans une bouteille. Naturellement, lorsque la glace bloque la vallée, la rivière coulera toujours et le niveau de l'eau augmentera jusqu'à ce qu'elle déborde les bords. Ainsi, un lac glaciaire se forme par contact direct avec la glace. Il y a certains sédiments contenus dans ces lacs que nous pouvons identifier.
En raison de la façon dont les glaciers fondent, en fonction des changements de température saisonniers, la glace fond chaque année. Cela conduit à une augmentation annuelle des sédiments mineurs tombant sous la glace dans le lac. Si nous regardons ensuite dans le lac, nous y voyons des couches (sédiments stratifiés rythmiques), également connus sous le nom suédois de varve, qui signifie accumulation annuelle. Ainsi, nous pouvons réellement voir la stratification annuelle dans les lacs glaciaires. On peut même compter ces barbes et découvrir depuis combien de temps ce lac existe. En général, avec l'aide de ce matériel, nous pouvons obtenir beaucoup d'informations.
En Antarctique, nous pouvons voir d'énormes plates-formes de glace qui descendent de terre en mer. Et naturellement, la glace flotte, elle reste donc sur l'eau. En flottant, il emporte avec lui des cailloux et des dépôts mineurs. En raison de l'effet thermique de l'eau, la glace fond et rejette ce matériau. Cela conduit à la formation du processus de ce qu'on appelle le rafting des roches qui vont dans l'océan. Lorsque nous voyons des dépôts fossiles de cette période, nous pouvons savoir où se trouvait le glacier, dans quelle mesure il s'est étendu, etc.
Causes des glaciers
Les chercheurs pensent que les périodes glaciaires se produisent parce que le climat de la Terre dépend du réchauffement inégal de sa surface par le Soleil. Ainsi, par exemple, les régions équatoriales, où le Soleil est presque verticalement au-dessus, sont les zones les plus chaudes, et les régions polaires, où il fait un grand angle avec la surface, sont les plus froides. Cela signifie que la différence de chauffage des différentes parties de la surface de la Terre entraîne la machine océan-atmosphérique, qui tente constamment de transférer la chaleur des régions équatoriales vers les pôles.
Si la Terre était une boule ordinaire, ce transfert serait très efficace, et le contraste entre l'équateur et les pôles est très faible. Cela a été le cas dans le passé. Mais comme il y a maintenant des continents, ils entravent cette circulation, et la structure de ses flux devient très complexe. Les courants simples sont retenus et modifiés - en grande partie à cause des montagnes, ce qui conduit aux modèles de circulation que nous voyons aujourd'hui qui régissent les alizés et les courants océaniques. Par exemple, l'une des théories sur les raisons pour lesquelles l'ère glaciaire a commencé il y a 2,5 millions d'années relie ce phénomène à la montée des montagnes himalayennes. L'Himalaya se développe toujours très rapidement, et il s'avère que l'existence de ces montagnes dans une partie très chaude de la Terre contrôle des choses comme le système de mousson. Le début de la période glaciaire quaternaire est également associé à la fermeture de l'isthme de Panama,qui relie le nord et le sud de l'Amérique, ce qui a empêché le transfert de chaleur du Pacifique équatorial vers l'Atlantique.
Si l'emplacement des continents les uns par rapport aux autres et par rapport à l'équateur permettait à la circulation de fonctionner efficacement, alors il y aurait de la chaleur aux pôles et des conditions relativement chaudes persisteraient sur toute la surface de la terre. La quantité de chaleur reçue par la Terre serait constante et peu variée. Mais comme nos continents créent de sérieux obstacles à la circulation entre le nord et le sud, nous avons des zones climatiques prononcées. Cela signifie que les pôles sont relativement froids et les régions équatoriales sont chaudes. Lorsque tout se passe comme c'est le cas maintenant, la Terre peut changer en raison des variations de la quantité de chaleur solaire qu'elle reçoit.
Ces variations sont presque complètement constantes. La raison en est qu'au fil du temps, l'axe de la Terre change, tout comme l'orbite de la Terre. Compte tenu de ce zonage climatique complexe, les changements orbitaux pourraient contribuer à des changements à long terme du climat, entraînant des fluctuations climatiques. Pour cette raison, nous n'avons pas de givrage continu, mais des périodes de givrage, interrompues par des périodes chaudes. Cela se produit sous l'influence de changements orbitaux. Les derniers changements orbitaux sont considérés comme trois événements distincts: l'un de 20 000 ans, le deuxième de 40 000 ans et le troisième de 100 000 ans.
Cela a conduit à des écarts dans la configuration des changements climatiques cycliques pendant la période glaciaire. Le givrage est probablement apparu au cours de cette période cyclique de 100 000 ans. La dernière époque interglaciaire, qui était aussi chaude que celle actuelle, dura environ 125 000 ans, puis vint la longue période glaciaire, qui dura environ 100 000 ans. Nous vivons maintenant dans une autre ère interglaciaire. Cette période ne durera pas éternellement, alors la prochaine période glaciaire nous attend dans le futur.
Pourquoi la période glaciaire touche-t-elle à sa fin
Les changements orbitaux modifient le climat, et il s'avère que les périodes glaciaires sont caractérisées par des alternances de périodes froides, qui peuvent durer jusqu'à 100 mille ans, et de périodes chaudes. Nous les appelons des époques glaciaire (glaciaire) et interglaciaire (interglaciaire). L'ère interglaciaire est généralement caractérisée par à peu près les mêmes conditions que nous observons aujourd'hui: niveau de la mer élevé, zones de givrage limitées, etc. Naturellement, et maintenant il y a des glaciers en Antarctique, au Groenland et dans d'autres endroits similaires. Mais en général, les conditions climatiques sont relativement chaudes. C'est l'essence même de l'interglaciaire: niveau de la mer élevé, températures chaudes et climat généralement assez homogène.
Mais pendant la période glaciaire, la température annuelle moyenne change considérablement, les zones végétatives sont obligées de se déplacer vers le nord ou le sud, selon l'hémisphère. Des régions comme Moscou ou Cambridge deviennent inhabitées, du moins en hiver. Bien qu'ils puissent être habités en été en raison du fort contraste entre les saisons. Mais que se passe-t-il réellement: les zones froides se développent de manière significative, la température annuelle moyenne baisse et les conditions climatiques globales deviennent très froides. Alors que les plus grands événements glaciaires sont relativement limités dans le temps (peut-être environ 10 000 ans), toute la longue vague de froid peut durer 100 000 ans ou plus. Voici à quoi ressemble la cyclicité glaciaire-interglaciaire.
En raison de la longueur de chaque période, il est difficile de dire quand nous sortirons de l'ère actuelle. Cela est dû à la tectonique des plaques, à l'emplacement des continents à la surface de la Terre. Actuellement, le pôle Nord et le pôle Sud sont isolés: l'Antarctique est au pôle Sud et l'océan Arctique au nord. Pour cette raison, il y a un problème de circulation de chaleur. Jusqu'à ce que l'emplacement des continents change, cette période glaciaire continuera. Conformément aux changements tectoniques à long terme, on peut supposer qu'il faudra encore 50 millions d'années dans le futur jusqu'à ce que des changements significatifs se produisent qui permettront à la Terre de sortir de l'ère glaciaire.
Conséquences géologiques
Cela libère d'énormes zones du plateau continental qui sont maintenant inondées. Cela signifierait, par exemple, qu'un jour, il sera possible de marcher de la Grande-Bretagne à la France, de la Nouvelle-Guinée à l'Asie du Sud-Est. L'un des endroits les plus critiques est le détroit de Béring, qui relie l'Alaska à la Sibérie orientale. C'est assez peu profond, environ 40 mètres, donc si le niveau de la mer descend à cent mètres, alors cette zone deviendra terre. Ceci est également important car les plantes et les animaux pourront migrer à travers ces endroits et se rendre dans des régions où ils ne peuvent pas se rendre aujourd'hui. Ainsi, la colonisation de l'Amérique du Nord dépend de la soi-disant Béringie.
Les animaux et l'ère glaciaire
Il est important de se rappeler que nous sommes nous-mêmes les «produits» de la période glaciaire: nous avons évolué pendant celle-ci, afin de pouvoir y survivre. Cependant, ce n'est pas une question d'individus - c'est une question de la population entière. Le problème aujourd'hui est que nous sommes trop nombreux et nos activités ont considérablement modifié les conditions naturelles. Dans des conditions naturelles, de nombreux animaux et plantes que nous voyons aujourd'hui ont une longue histoire et survivent parfaitement à la période glaciaire, même si certains évoluent légèrement. Ils migrent, s'adaptent. Il existe des zones dans lesquelles les animaux et les plantes ont survécu à la période glaciaire. Ces soi-disant refuges étaient situés plus au nord ou au sud de leur répartition actuelle.
Mais à la suite de l'activité humaine, certaines des espèces sont mortes ou ont disparu. Cela s'est produit sur tous les continents, à l'exception peut-être de l'Afrique. Un grand nombre de grands vertébrés, à savoir des mammifères, ainsi que des marsupiaux en Australie, ont été exterminés par les humains. Cela a été causé soit directement par nos activités, comme la chasse, soit indirectement - par la destruction de leur habitat. Les animaux qui vivent aujourd'hui dans les latitudes nordiques ont vécu en Méditerranée dans le passé. Nous avons tellement détruit cette région qu'il sera très difficile pour ces animaux et ces plantes de la recoloniser.
Conséquences du réchauffement climatique
Dans des conditions géologiques normales, nous serions bientôt de retour dans l'ère glaciaire. Mais à cause du réchauffement climatique, qui est une conséquence de l'activité humaine, nous le reportons. Nous ne pourrons pas l’empêcher complètement, car les raisons qui l’ont causée dans le passé existent toujours. L'activité humaine, élément imprévu par la nature, influence le réchauffement atmosphérique, qui a peut-être déjà causé un retard dans le prochain glaciaire.
Aujourd'hui, le changement climatique est une question très urgente et passionnante. Si la calotte glaciaire du Groenland fond, le niveau de la mer augmentera de six mètres. Dans le passé, au cours de l'ère interglaciaire précédente, qui remonte à environ 125 000 ans, la calotte glaciaire du Groenland a fondu abondamment et le niveau de la mer est devenu de 4 à 6 mètres plus haut qu'aujourd'hui. Ce n'est bien sûr pas la fin du monde, mais ce n'est pas non plus une difficulté temporaire. En fin de compte, la Terre s'est remise des catastrophes auparavant, elle pourra survivre à celle-ci.
Les perspectives à long terme pour la planète ne sont pas mauvaises, mais pour les humains, c'est une autre affaire. Plus nous faisons de recherches, mieux nous comprenons comment la Terre change et où elle mène, mieux nous comprenons la planète sur laquelle nous vivons. C'est important parce que les gens commencent enfin à penser à l'évolution du niveau de la mer, au réchauffement climatique et à l'impact de toutes ces choses sur l'agriculture et les gens. Une grande partie de cela est liée à l'étude des périodes glaciaires. Grâce à cette recherche, nous apprenons les mécanismes des glaciers, et nous pouvons utiliser ces connaissances de manière proactive pour essayer d'atténuer certains des changements que nous provoquons nous-mêmes. C'est l'un des principaux résultats et l'un des objectifs de la recherche sur les périodes glaciaires.
Bien sûr, la principale conséquence de l'ère glaciaire est les énormes calottes glaciaires. D'où provient l'eau? Bien sûr, des océans. Et que se passe-t-il pendant les périodes glaciaires? Les glaciers se forment à la suite des précipitations sur terre. En raison du fait que l'eau ne retourne pas dans l'océan, le niveau de la mer baisse. Lors des glaciers les plus sévères, le niveau de la mer peut baisser de plus d'une centaine de mètres.
