Question:
Quand la glaciation reprendra-t-elle? Le réchauffement climatique a-t-il retardé le retour au refroidissement global?
Halfdan Faber
2015-10-05 00:37:02 UTC
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Pour autant que je sache, nous vivons actuellement dans l'Holocène, une période interglaciaire de la glaciation quaternaire, c'est-à-dire l'ère glaciaire actuelle qui a jusqu'à présent duré 2,6 millions d'années. L'Holocène a commencé il y a environ 12 000 ans. Alors que les humains sont apparus il y a environ 200 000 ans, la civilisation humaine est presque entièrement coïncidente avec l'Holocène.

Questions:

(A) Existe-t-il des estimations généralement acceptées de la durée de l'Holocène ?

(B) Le réchauffement climatique anthropique retarde-t-il le retour à la glaciation?

Je pense qu'il sera utile de considérer l'acceptation presque certaine de l'Anthropocène (https://en.wikipedia.org/wiki/Anthropocene) comme l'époque actuelle. En ce sens, certaines des questions mentionnées doivent être évitées en conséquence.
Cette recherche semble répondre (B) par l'affirmative: https://www.pik-potsdam.de/news/press-releases/human-made-climate-change-suppresses-the-next-ice-age
Deux réponses:
userLTK
2015-10-06 10:39:35 UTC
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Tout d'abord, une excellente question, même si les réponses sont susceptibles d'être non spécifiques et spéculatives.

Pour autant que je sache, nous vivons actuellement dans l'Holocène, une période interglaciaire de la glaciation quaternaire , c'est-à-dire la période glaciaire actuelle qui a jusqu'à présent duré 2,6 millions d'années. L'Holocène a commencé il y a environ 12 000 ans. Alors que les humains sont apparus il y a environ 200 000 ans, la civilisation humaine coïncide presque entièrement avec l'Holocène.

Comme d'autres l'ont dit, définir notre période actuelle comme l'Holocène est incertain. L'influence humaine est assez énorme, et peut-être, même il y a 6000 à 7000 ans, la croissance de la révolution agricole, la domestication des animaux de ferme et la déforestation précoce, bien que beaucoup plus petite, ont peut-être joué un rôle dans le climat, du moins, je me souviens. lire cela, bien qu'un rapide google ne fournisse pas une bonne source, mais je l'ai lu. Ce n'est probablement pas un consensus cependant, juste l'opinion de certaines personnes.

(A) Existe-t-il des estimations généralement acceptées de la durée de l'Holocène?

Alors, combien de temps? Il y a 2 réponses très différentes à cela.

Premièrement, si nous supprimons l'effet humain, ou, disons, dans un avenir relativement proche, nous "corrigeons" notre CO 2 et d'autres effets humains sur la planète et ramener la Terre à ce qu'elle était. Alors la réponse est assez simple, nous regardons simplement les périodes chaudes passées et faisons une estimation à partir de celles-ci.

Sans activité humaine, l'Holocène serait très probablement juste une autre période chaude interglaciaire entre les périodes glaciaires continuation du Quaternaire avec une durée similaire. Voir le graphique: enter image description here, si la durée moyenne de la période chaude interglaciaire est d'environ 20 000 à 40 000 ans, nous pouvons simplement en soustraire 11 000 et obtenir une estimation approximative.

Ou, si vous voulez plus de précision, vous pouvez regarder de près les 3 cycles orbitaux et calculer en fonction de cela - mais je ne vais pas le faire car cela deviendrait plus compliqué. Plus d'informations à ce sujet ici.

Il est également probable qu'il y ait une période de refroidissement pendant cette période. Nous pouvons voir un refroidissement, comme la petite ère glaciaire, sans que ce soit une véritable ère glaciaire.

Quand la glaciation reprendra-t-elle? Le réchauffement climatique a-t-il retardé le retour au refroidissement global?

(B) Le réchauffement climatique anthropique retarde-t-il le retour à la glaciation?

Premièrement, il convient de souligner que le retour à la planète refroidissement et retour à la glaciation ne sont pas tout à fait la même chose. Si, disons, nous continuons notre empreinte / production de CO 2 et atteignons 450 PPM avant de réduire suffisamment pour se stabiliser pendant quelques décennies, alors, réduisons suffisamment pour voir les océans absorber progressivement du CO 2 et de réduire les niveaux dans l'air, nous pourrions voir un refroidissement global graduel d'ici 100 ans environ - peut-être, à condition que les températures plus élevées de l'océan et la baisse de l'albédo due à la perte de la couverture de glace n'aient pas créé de nouvel équilibre. Mais en général, la terre peut traverser des périodes de refroidissement sans glaciation, donc ces 2 questions sont similaires mais pas tout à fait les mêmes.

Mais en général, calculer la glaciation avec le facteur humain, c'est une question beaucoup plus difficile, d'autant plus que nous ne pouvons pas voir l'avenir et à quel point les niveaux de CO 2 vont atteindre.

Les périodes glaciaires modernes sont définies comme une glaciation en progression sur une étendue importante des terres du Nord, qui, comme indiqué ci-dessus, coïncide bien avec les cycles de Milankovich, mais pour que cela se produise, vous avez besoin de quelques endroit. Les cycles de Milankovich ne provoquent pas des périodes glaciaires à eux seuls, car ils étaient là aussi pendant les périodes non glaciaires.

Le cycle de la période glaciaire moderne a commencé il y a seulement environ 2,6 millions d'années et on pense qu'il a été provoqué par la formation de l'isthme de Panama il y a environ 5 millions d'années, qui séparait un courant entre les océans Atlantique et Pacifique qui a aidé le l'océan arctique refroidit et gèle. Peu de temps après la formation de l'isthme, la Terre a commencé à se refroidir. Voir ici (graphique du lien Milankovich ci-dessus).

Les périodes glaciaires modernes coïncident également avec la baisse des niveaux de CO 2 , et tandis que le CO 2 baisse suit la baisse de température, il y a une raison à cela. Les océans plus froids contiennent plus de CO 2 , de sorte que le CO 2 atmosphérique baisse lorsque la température baisse. Cela sert de boucle de rétroaction où le refroidissement conduit à plus de refroidissement et c'est en partie pourquoi les périodes glaciaires sont aussi grandes qu'elles le sont. Albedo est une autre boucle de rétroaction, donc le déclencheur pour commencer une ère glaciaire est en fait assez petit. On pense que les cycles orbitaux de la Terre ne contribuent qu'à environ 1 degré de refroidissement en eux-mêmes et les 9 autres degrés de refroidissement global entre le pic de la période glaciaire et l'Holocène moyen seraient causés par ces mécanismes de rétroaction, principalement l'albédo et baisse du CO atmosphérique 2 .

Il y a donc deux questions à se poser pour savoir si le réchauffement climatique provoqué par l'homme empêchera la prochaine ère glaciaire et peut-être les futures périodes glaciaires. Nous savons que les cycles de Milankovich se poursuivront, mais le CO 2 sera-t-il suffisamment bas pour que le cycle conduise à la glaciation, et à quelle vitesse les niveaux de CO 2 chuteront-ils, alors, au cours des 10 000 à 30 000 prochaines années. Personne ne connaît la réponse à ces questions.

En regardant les 800 000 dernières années environ, sur la base des échantillons de carottes de glace, les périodes chaudes entre les périodes glaciaires, vous avez généralement environ 260-280 PPM et les périodes de pointe de la période glaciaire, environ 180-200 PPM CO 2 sub> avec les fourchettes intermédiaires, principalement pendant les périodes de transition. Lorsque ces changements se produisent, on pense que la majeure partie du CO 2 est absorbée ou rejetée par les océans, bien que je ne vois aucune raison pour laquelle une plus petite partie du changement ne pourrait pas être motivée par des changements dans la vie la biomasse correspondant aux changements de température, de taille des océans et de terres cultivables.

En brûlant des combustibles fossiles, nous avons ajouté du carbone qui a été effectivement retiré du cycle du carbone. Pour un calcul approximatif de la quantité, chaque année, nous ajoutons un peu plus de 30 milliards de tonnes de CO 2 en brûlant des combustibles fossiles chaque année.

L'atmosphère, à 270 PPM avec un masse de l'atmosphère, environ 5,148 x 10 18 KG est d'environ 2 320 milliards de tonnes. Depuis la révolution industrielle, le CO 2 PPM est passé à environ 400 PPM, soit une augmentation d'environ 1030 milliards de tonnes (atmosphère uniquement) avec environ 400 milliards de tonnes (estimation approximative), ayant été absorbées dans les océans.

On estime que les océans stockent environ 50 fois plus de CO 2 que l'atmosphère, Source, donc en supposant que ce soit exact, les océans stockent actuellement plus de 110000 milliards de tonnes de CO 2 et depuis la révolution industrielle, nous avons ajouté (approximativement) 1400 milliards de tonnes provenant de la combustion de combustibles fossiles - une augmentation d'environ 1,2 à 1,3% du CO total 2 dans les océans, l'air et la biosphère terrestre. C'est le nœud de la question, quel effet cela aura.

Sur assez de temps, par exemple, entre 10 000 et 30 000 ans, lorsque la prochaine ère glaciaire pourrait arriver, les océans pourraient absorber la majeure partie du CO 2 atmosphérique et les effets pourraient être assez faibles. Mais à mesure que la Terre se réchauffe et que les océans se réchauffent et que le réchauffement des océans augmente, le CO atmosphérique 2 provoque des baisses d'absorption océanique. Avec des océans plus chauds, il y aura un nouvel équilibre et dans cet esprit, il est tout à fait possible que le nouvel équilibre atmosphérique du CO 2 , s'il est laissé à ses propres appareils, puisse déjà être suffisant pour empêcher les périodes glaciaires longtemps, peut-être quelques centaines de milliers d'années.

Prédire les niveaux atmosphériques de CO 2 dans 10 000 à 30 000 ans, à toutes fins pratiques, impossible, et c'est ce que nous aurions besoin de savoir pour estimer si nous avons arrêté le prochaine période glaciaire ou pas. Nous avons augmenté la quantité de CO 2 dans la biosphère terrestre d’environ 1,2 à 1,3% et puisque nous continuons à brûler des combustibles fossiles, nous avons probablement créé une augmentation de 2%. avant que les alternatives ne soient en place, peut-être un peu plus que cela.

Cependant, tout cela n’a probablement pas de sens, car nous avons une certaine capacité à piéger le CO 2 . Ce n'est pas facile, mais nous pouvons le faire et si, à mesure que notre technologie s'améliore et que nous commençons un programme de piégeage progressif du CO 2 , nous pourrions redémarrer la prochaine période glaciaire dans environ 10000 ans, en supposant que ce soit ce que nous voulons faire. Maintenant, je ne veux pas faire la lumière sur le problème du CO 2 car nous semblons être confrontés à de très gros et réels problèmes au cours des 20 à 50 à 100 prochaines années et c'est beaucoup plus difficile à éviter à ce stade. point, mais sur 10000 ans, nous pourrions probablement corriger notre situation de CO 2 et ramener la Terre dans le cycle de la période glaciaire, ou, nous pourrions utiliser du CO 2 pour éviter un avenir périodes glaciaires si c'est préféré. Collecter et piéger 1 à 2 billions de tonnes de CO 2 généré par les combustibles fossiles n'est pas facile et nous n'avons pas presque la technologie pour le faire aujourd'hui, mais sur 10 000 ans, je suis convaincu que nous pourrions être capable de le faire, à condition que nous continuions à progresser technologiquement.

+1; très bonne réponse. Une note: je suis tout à fait pour la réduction défensive du forçage anthropique par rapport au réchauffement climatique, mais je pense que des mesures actives pour «ramener la Terre dans le cycle de la période glaciaire» seraient extrêmement dangereuses et imprévisibles. Alors que le réchauffement climatique peut être un problème grave et difficile, un retour à la glaciation à grande échelle serait cataclysmique et causerait probablement une fin brutale à la première époque de la civilisation humaine, sinon la fin de l'humanité.
@HalfdanFaber Je suis d'accord avec vous dans une certaine mesure. Il est certain que si une ère glaciaire commençait à se produire maintenant, ce serait un gros problème pour nous, même si la formation de grands glaciers pourrait prendre environ 1 000 ans, la lenteur du processus serait toujours problématique. Mais, contre-point, nous avons les moyens d'éviter une ère glaciaire - il suffit de brûler du charbon et du pétrole ou de libérer du méthane dans l'air. Je ne suis pas sûr que nous ayons les moyens de prévenir le réchauffement climatique car nous sommes trop dépendants des énergies fossiles. C'est un problème beaucoup plus réel et immédiat.
Une note de bas de page intéressante dans tout l'argument «les périodes glaciaires sont mauvaises» est que cela dépend de l'endroit où vous vous trouvez. Au Moyen-Orient et sur une grande partie de l'Afrique chaude du Sahara, les périodes glaciaires sont bonnes. La chute des océans fournit plus de terres (là où la terre n'est pas recouverte de glace) et plus d'oxygène dans les océans plus froids pourrait fournir plus de plancton et, finalement, plus de poissons. Si jamais nous découvrons le contrôle du climat, ce qui pourrait peut-être se produire dans quelques décennies, le prochain grand débat sera de savoir qui décidera de ce qu'est un bon climat, car les opinions varieront en fonction du lieu.
Le terme «génie climatique» devient à la mode. Cela me rappelle les années 70 et 80 où les biologistes pensaient avoir compris les écosystèmes et dans leur optimisme ont tenté diverses formes d'intervention écologique (introduction de nouvelles espèces de prédateurs, etc.). Les résultats étaient généralement totalement inattendus et souvent catastrophiques au niveau local. Il s'est avéré que même l'évolution de l'écosystème d'un petit lac n'est en fait pas calculable avec la technologie actuelle. Espérons qu'avant de tenter une ingénierie climatique mondiale, nous retiendrons les leçons de la théorie des systèmes dynamiques complexes.
Gordon Stanger
2015-10-05 13:17:56 UTC
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A) Certains diront que l'Holocène est terminé et que nous entrons maintenant dans «l'Anthropocène», une nouvelle ère fortement impactée par les activités humaines. Un autre point de vue est que l'Holocène sera terminé lorsque la glace polaire (y compris le Groenland) atteindra un nouvel état d'équilibre - ce qui n'est pas dans un avenir prévisible. Techniquement, il n'y a aucun moyen de prédire la fin «officielle» de l'Holocène.

B) Les glaciations majeures sont peu fréquentes dans l'histoire de la planète Terre. Il n'y a eu qu'environ 7 +/- 1 glaciations, selon la façon dont vous définissez «majeure». La glaciation actuelle est presque terminée et le réchauffement climatique induit par l'homme veillera à ce que nous ne soyons pas simplement entrés dans un simple intermède interglaciaire. En plus du réchauffement climatique induit par l'homme, il y a un autre réchauffement climatique à très long terme causé par le rayonnement changeant du soleil. Depuis le milieu du précambrien, la composition du soleil est passée de moins d'hydrogène à plus d'hélium, ce qui a augmenté la production d'énergie du soleil d'environ 20 à 25%. Ce changement se poursuivra à un rythme lent mais accéléré, de sorte que la planète se réchauffe progressivement, et nous ne verrons plus jamais une autre glaciation majeure sur la planète Terre.

Les glaciations mondiales majeures peuvent être rares au cours de l'histoire géologique, mais elles ne sont pas rares dans l'histoire géologique * récente *. En fait, si l'on met de côté l'influence de l'humanité sur le climat, la tendance récente de la température mondiale est à la baisse et non à la hausse. Autant que je sache, il n'y a ** aucune ** preuve que la période de glaciation récente (en temps géologique) est terminée. Avant de commencer à interférer avec le climat, les experts s'attendaient à davantage de glaciation à la fin de la période interglaciaire actuelle.
La période interglaciaire précédente (il y a environ 120K ans) avait un pic de température plus élevé que l'Holocène, alors comment pouvez-vous conclure que la glaciation quaternaire est maintenant presque terminée? Sans aucune preuve du contraire, l'hypothèse a priori ne serait-elle pas que nous sommes à mi-chemin de la glaciation quaternaire, et que cela devrait donc durer en moyenne 2,6 millions d'années supplémentaires (bien qu'avec une variance élevée)?
@HalfdanFaber,, il dit que l'Holocène est terminé à cause des effets humains. C'est valable et je pense exact. En outre, l'Holocène est, ou, devrais-je dire, devrait se terminer dans 10 000 à 30 000 ans de toute façon. On s'attend à ce que les glaciers et une autre période glaciaire reviennent (bien que le changement climatique provoqué par l'homme puisse l'empêcher). Une nouvelle ère glaciaire mettrait fin à l'Holocène, mais pas à la période de glaciation quaternaire, dont l'Holocène n'est qu'une période chaude au milieu.
@Gordon, Je vous ai voté, mais votre réponse manque beaucoup de détails importants et comporte quelques erreurs. Étant donné que les périodes glaciaires sont actuellement sur un cycle d'environ 100000 ans (d'accord, le changement climatique causé par l'homme pourrait changer cela), mais comme c'est le cycle récent, je ne sais pas ce que vous entendez par la glace atteint un nouvel état d'équilibre, puisque la glace fluctue avec l'orbite. Comment définissez-vous un équilibre dans un système cyclique?
@Gordon Stanger De plus, les périodes de glaciations précédentes (Karoo, etc.) ne s'appliquent pas vraiment à sa question et l'augmentation du rayonnement solaire se produira si lentement que ce n'est pas vraiment un facteur non plus et que vous vous trompez sur les chiffres. Le Cambrien (540-490 mya) l'éclat du soleil a augmenté d'environ 4% -5%, pas 20% -25%. L'éclat du Soleil a augmenté d'environ 33% depuis que la Terre était jeune, et actuellement d'environ 1% tous les 100 millions d'années. Il y a aussi l'effet des changements dans la distance entre la Terre et le soleil au cours de cette période, ce qui n'est pas bien compris.
@Gordon Étrange, enfin quand vous dites "la planète se réchauffe progressivement, et nous ne verrons plus jamais une autre glaciation majeure sur la planète Terre" - euh, pas vraiment. La formation de l'Ithsmus de Panama a conduit à un refroidissement progressif de la planète au cours des 5 derniers millions d'années. Auparavant, les changements de CO2 avaient un effet sur le refroidissement. Il est probable que dans 20 millions d'années environ, alors que l'Antarctique dérive dans des eaux plus chaudes, les périodes glaciaires pourraient s'arrêter, mais nous verrons probablement plusieurs périodes glaciaires d'ici là. Beaucoup de pièces mobiles à cette question.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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