Havniveauændring: Relevans, Bevis til støtte og mekanisme for ændringerne
Læs denne artikel for at lære om havneskiftet: relevans, beviser til støtte og mekanisme for ændringerne:
Ved ændringer i havniveau mener vi svingningerne i middelhavsniveauet, dvs. gennemsnitsniveauet for havfladen, hvis data er afledt af en række kontinuerlige optegnelser over tidevandsoscillationer over en betydeligt lang periode.
Således kan ændringer i havniveau også betegnes som en relativ ændring i havniveau. Under en relativ stigning i havets overflade kan enten jord eller havoverfladen gennemgå opløftning eller nedtagning, eller begge kan stige og falde på samme tid.
De vigtigste kategorier af ændringer i havniveau er nævnt nedenfor:
(i) Eustatiske ændringer opstår, når mængden af havvand ændres på grund af faktorer som global opvarmning og smeltning af isplader (stigning i havets overflade) eller istid (fald i havniveau).
(ii) Tektoniske ændringer forekommer på grund af en ændring i niveauet af jord.
Disse ændringer sker på grund af følgende faktorer:
a) Isostatiske forandringer, der finder sted på grund af tilsætning eller fjernelse af belastning, fx i istiden, faldt landmassen på grund af den enorme belastning, som isen har som følge heraf var der en tilsyneladende stigning i havets overflade. På den anden side stiger landmassen i Skandinavien stadig, når isen bliver fjernet.
(b) Epeirogen bevægelse opstår på grund af bred vifte af kontinenter, som kan medføre en stigning i en del af kontinentet i forhold til middelhavsniveauet, selv om den anden del kan bremse for en tilsyneladende stigning i havets overflade.
c) Orogen bevægelse er relateret til foldning og bøjning (strækning af en del af jordskorpen) af litosfæren, hvilket resulterer i dannelsen af høje bjerge og et tilsyneladende fald i havets overflade.
Fænomenet havnivitetsændring kan derfor opsummeres således:
1. Stigningen i havets overflade ledsages af nedbringelse af jordoverfladen; stigning i havniveau kan finde sted, mens jorden forbliver stationær eller jorden stiger langsommere end havniveauet.
2. Havniveau forbliver statisk, men jorden går ned.
3. Havets overflade falder, men jord sænkes hurtigere.
På samme måde kan faldet i havets overflade skyldes: (1) havniveauet falder, mens landoverfladen stiger eller forbliver statisk, eller jorden går langsommere (2) ingen ændring i havets overflade, men landoverflytning opad; (3) landoverfladen stiger hurtigere end stigningen i havniveauet.
Relevans af undersøgelsen af havniveauændringer:
Undersøgelsen af havniveau ændringer er vigtig. Det giver nøglebevis for klimaændringer og giver os også mulighed for at tegne et benchmark for estimering af tektoniske opløftningshastigheder i de tidligere geologiske perioder. Havniveau har direkte indflydelse på hastigheden og mønsteret af erosionelle og deponeringsprocesser i kystområderne. Ved at studere udsvinget i havniveauet bliver det muligt at vurdere kyststedernes egnethed til industriel udvikling.
Udsvingene i havniveau bestemmer tilgængeligheden af jord, især i kystområder, som er vigtige til landbrugsformål. Udsugningen af jord i fremtiden kunne være en katastrofe for den menneskelige civilisation, da det kan true vores fødevaresikkerhed. Ved at forudsige klimaforandringer og de mulige områder, der bliver nedsænket under havet, bliver det muligt for de lavtliggende lande at bygge kystdykker og dæmninger.
Opgaven med at kortlægge områder, der sandsynligvis vil blive påvirket af stormstød og periodisk oversvømmelse, bliver kun mulig, hvis vi kender de sandsynlige områder, der skal påvirkes af den fremtidige stigning i havniveauet. Opførelsen af tidevandsanlæg kræver passende placeringer. Ved at identificere områderne af eventuel nedsænkning i den nærmeste fremtid bliver det muligt for os at oprette tidevandsanlæg på passende steder.
Bevis til støtte for havniveauændring:
Havniveauet ændringer i den kvartære periode rekonstrueres ved hjælp af følgende metoder:
Forhøjede kyster, som f.eks. Hævede strande, tyder på et fald i havets overflade i den pågældende region. Den nøjagtige alder af ændringerne i havniveau er fastslået ved anvendelse af radiometriske teknikker på de materialer, der findes i de hævede strande.
Ubåden kløfter bevise, at når der var en relativ stigning i havets overflade, fordi de kun dannes under nedsænket betingelser.
Oxygenisotoper godt bevaret i de kalkholdige forekomster af mikrofossiler, der findes i de sedimentære aflejringer på havbunden, giver information om ændringer i havniveauet; Havniveauet ændres i den kvartære periode fra sådanne mikrofossilaflejringer. Beviser tyder på, at gennemsnittet af havniveauet i de sidste par ister og mellemglacialer stod på ca. 50 til 60 m under det nuværende middelhavsniveau.
De kontinentale hylder har enten organiske eller uorganiske aflejringer. Torvaflejringer er dannet som et resultat af forfaldet af organiske aflejringer i vanddæmpede forhold. Torv er dannet i tidevandszoner, der kan dateres radiometrisk ved at anvende carbon-14 teknik. Derfor er tærskets indskud også kilden til værdifuld information om tidligere ændringer i havniveauet.
Vi kan på baggrund af ovenstående bevise konkludere, at havniveauet i de sidste ister (ca. 18.000 år siden) var 110m til 140m under det nuværende havniveau. Derfor blev store områder af de kontinentale hylder efterladt tørre. Det blev fulgt op af en stabil stigning i havets overflade, der hedder flanderisk overtrædelse.
Mellem 18.000 og 8.000 år før nutiden (BP-'present 'er 1950), dvs. i Holocene-perioden steg havniveauet meget hurtigere (1 m / 100 år). Selv om denne stigning i havniveauet stod stille omkring 6000 til 5000 år BP, viser historien om havniveauet udsving i løbet af de sidste 10.000 år at der var mindst ni koldfaser i Europa. Af disse er to faser blevet afskåret præcist: Middelalderen Advance (AD 1200 til 1400) og Little Ice Age (AD 1550 til 1800).
Beviser for præ-kvaternære havniveau ændringer er opnået fra forskellige kilder såsom sedimentære forekomster af kontinenterne. Dybden af sedimenter indikerer den mulige varighed af nedsænkning af det område, hvor sedimenterne deponeres. Dybden af sedimenterne kan være kendt ved at bestemme deres litologiske og organiske egenskaber.
Hvis marine sedimenter udsættes sub-luftligt på grund af stigningen i jord eller fald i havniveau, kan ændringerne i havniveau estimeres ved hjælp af fossile beviser. Denne teknik foreslår imidlertid kun regionale ændringer i havniveauet.
Havniveauet ændringer i global udstrækning kan konstateres fra undersøgelsen af havniveau ændringer i forskellige kontinenter i verden. Hvis udsving på havets overflade i forskellige kontinenter er synkron, kan de antages som en global havniveau ændring. Desuden indikerer de marine sedimenter, der findes på stabilt kratonisk terræn, udsving i havets overflade i de seneste år.
En anden tilgang til at estimere havniveauændring er at plotte området på kontinentet, hvor der findes marine lag. Ændringerne i havniveauet i den forudgående kvaternære periode kan også estimeres ved at spore ændringer i kysterne. Seismiske beviser, der samles ved at bore borehuller (fordi det generelt er svært at indsamle information fra offshore sedimentære sekvenser ved eksterne observationer) hjælper os også til at forstå ændringen i sedimenter i dybden.
Optegnelsen over for kvaternær havniveau ændring fremlagt af Exxon gruppen viser globale havniveau ændringer fra kridtperioden til nutiden. Det viser, at den langsigtede stigning i den tidlige kridtperiode var forløbet af en længere periode med generelt lave havniveauer, som for længst for længst 150 millioner år siden var forlænget fra den sene palæozoiske periode omkring 320 millioner år siden til den sene mesozoiske periode.
Undersøgelsen foretaget af Exxon-gruppen tyder på, at havniveauet i løbet af det sene Cretaceous steg op til 250 m over det nuværende havniveau. Mest bemærkelsesværdige er de dramatiske fald i havets overflade under Mesozoic og Cenozoic. Det mest hurtige fald i havets overflade (ca. 150 m) fandt sted i slutningen af Oligocene Epok.
Mekanismer for ændring i havniveau:
Udsvingene i havniveauet involverer tre grundlæggende mekanismer: ændringer i havvandsvolumen; ændringer i havområdets volumen; Ændringer i geoid, dvs. jordens form.
Ændringer i mængden af havvand:
Det nuværende havniveau vil stige med ca. 60 til 75 m, hvis isen i Antarktis smelter, mens den grønlandske iskapsel vil bidrage med omkring 5 m stigning i havets overflade. Det antages, at i så fald vil den ekstra belastning af havvand føre til syn på havbunden på grund af isostatiekompensation. Så den samlede stigning af havets overflade ville være omkring 40-50 m. Imidlertid er isostatiejusteringen af jorden og havet stadig ikke klar på grund af manglende data.
Det arktiske ark i Antarktis blev dannet i midten og det sene tertiært, og det resulterede i faldet i havets overflade. Omkring 3 til 4 millioner år siden oplevede kontinenterne på den nordlige halvkugle dannelsen af omfattende isark, første gang i geologisk historie. Som følge heraf faldt havniveauet (da den samlede mængde havvand blev reduceret).
Tværtimod, hvis isen smelter, vender vandet tilbage til havet. Generelt bemærkes det, at isostationsopløftningen i første fase af isens smeltning er hurtig, dvs. 3 m til 10 m pr. 100 år.
Jordoverfladen stiger, når isbelastningen fjernes ved smeltning. Men en sådan jordopløftningsproces er langsom og tager flere tusinde år på grund af det viskøse mantel og den overliggende krustboks med lav elasticitet. Skandinavien stiger for eksempel efter fjernelse af is deponeret i den sidste istid.
Ændring i havbundens rumfang:
Ændringer i mængden af havområde og de deraf følgende ændringer i havniveauet var en vigtig begivenhed for den mesozoiske tid og den tidlige kenozoiske periode.
Sådanne ændringer opstår på grund af følgende faktorer:
(i) Ændringer i mængden af mid-oceanic højder:
En vigtig tektonisk årsag til stigning i havniveauet, ændringer i mængden af mid-oceaniske højder kan forekomme på grund af periodisk omorganisering af pladegrænser, der forårsager variationer i højderygets samlede længde. Hvis litosfæren er varm, øges spredningen, hvilket medfører en stigning i højderyggen og vice versa. Havets niveau stiger, når havkanten vokser i volumen.
En anden faktor er ændringen i hastigheden af havbundens spredning. Siden den sene kridtperiode har der været en støt stigning i mængden af mid-oceanic højderyg. Da ryggen indtager ca. 12 procent af det samlede havvandsmængde, påvirker enhver sådan ændring i mængden af mid-oceanic højder i høj grad havniveauet.
(ii) Akkumulering af sedimenter på havbunden:
Sedimenter er produceret af deudation af kontinenter og deponeres på havbunden. Aflejringen af sedimenter kan resultere i bundfaldet af havbunden og fjernelsen af sedimenter enten gennem subduktion eller ophævelse. Hvis vi ikke tager disse to faktorer i betragtning, vil der være en stigning i havets overflade på grund af det reducerede volumen af havbassinet.
Siden midten af kridtperioden har der været en stabil vækst af carbonatakkumulering i havbassinerne, primært på grund af mere aktiv vækst af karbonatudsöndende marine organismer. Det antages, at carbonatakkumuleringen har resulteret i en global stigning af havbunden med ca. 300 m og global stigning af havniveauet med ca. 55 m lige efter isostatiske tilpasninger.
(iii) Virkning af orogenese:
Da orogenese forårsager forkortelse og fortykkelse af kontinental skorpe og en reduktion i kontinentalsektoren, falder havniveauet som et resultat af en stigning i havområdets mængde. Hvis det for eksempel antages, at det tibetanske plateau er lavet af krustlag, der er dobbelt så stor som gennemsnittet, vil det medføre et fald i det globale havniveau på ca. 26 m på grund af et øget havvolumen.
(iv) Tørring ud af små havområder:
Udtørring af havbassiner af mindre størrelse kan føre til forandring i det globale havniveau. KJ Hsti begyndte i begyndelsen af 1970'erne at se, at tilstedeværelsen af tykke fordampningsaflejringer i Middelhavets sedimentære klipper og beviser for dybe ubådsgorge fra munden af floder som Nilen og Rhône viser, at hele Middelhavet blev fordampet omkring 5 million år BP. Vandet inddampet fra
Middelhavet ville i sidste ende vende tilbage til oceanerne og forårsage en stigning i havets overflade.
Ifølge estimatet af KJ Hsti var der en global stigning på havniveau på 5 m, selv efter en isostatisk tilpasning, dvs. sænkning af havbunden med 10 m på grund af den øgede belastning af vand. Det skal nævnes, at Middelhavet på det tidspunkt var isoleret fra resten af oceanerne, da Gibraltars Straat blev lukket ved en lokal ophævelse.
Et tilsvarende bevis på udtørring og stigning i havniveau er fundet i den sydlige del af Atlanterhavet i det naserende stadium i den tidlige kridtperiode, da det isolerede havområde blev tørret ud. Dette førte til en stigning i havets overflade, fordi vandet fra den sydlige del af Atlanterhavet vendte tilbage til vandkroppen i de omkringliggende oceaner. Bevis til støtte for denne begivenhed findes i de tykke fordampningsaflejringer. Den globale stigning i havniveauet nåede sandsynligvis 60 m efter udtørring af det sydlige Atlanterhav.
Geoidal effekt hypotesen:
Isostatisk bevægelse af jordskorpen antyder lodret bevægelse af skorpe som reaktion på den forøgede og reducerede belastning på den. På den anden side tyder geoideale virkninger på korstiske deformationer som følge af kontinuerlig vandret omfordeling af masse inden for og mellem havområderne i verden som reaktion på en forøgelse og nedsættelse af belastningen på havområder.
En model udviklet i 1970'erne af geofysikere og geomorfologer forudsagde seks havområdets zoner, der oplevede Holocene havniveau ændringer som følge af både isostatiske og geoidale virkninger. Men ændring i havniveau på grund af geoidal påvirkning er stadig ikke bevist.
Kortsigtede ændringer i det globale havsniveau:
Kortfristede ændringer sker i løbet af et år. Almindeligvis ses sæsonvariationer på 5-6 cm i havniveau i et år. Men udsvinget i havniveau når 20-30 cm eller mere i næsten alle kystområder i verden.
Selvom årsagerne til sådanne kortsigtede ændringer ikke er kendt, kan udsvinget i havniveauet skyldes et komplekst samspil mellem følgende faktorer:
(i) Havvandstæthed:
Temperatur og salthold styrer densiteten af havvand. Lav temperatur og høj saltholdighed giver høj densitet af havvand og lavere havniveau. Det skyldes lavere temperatur og højere saltholdighed, at den østlige del af Stillehavet har et havniveau 30-50 cm højere end Atlanterhavet.
ii) atmosfærisk tryk:
Lavt tryk resulterer i højere lokal havniveau og omvendt. Havniveauet stiger lokalt på steder med lavt tryk, fordi vand suges ind af det opadgående bevægelige luftmasse.
iii) hastighed for havstrømme:
Hurtigstrømmende havstrømme, når man tager en buet sti, forårsager en stigning i havets overflade på deres ydre frynser. Generelt ses en forskel på 18 cm i havniveau mellem de to sider af en hurtigstrøm.
(iv) Isdannelse og fald i havniveau:
Om vinteren er havets vand fanget i isen i den nordlige del og sydlige halvkugler fører til et fald i havets overflade.
(v) Opsamling af vand langs windward kyster:
En lokal stigning af havniveauet forekommer i kystregionen, da vand drives mod kysterne af et luftmasse, for eksempel stiger havniveauet i syd og østasien i månens månen på grund af landmassens bevægelser.
Det tyvende århundrede har observeret kortsigtet global havstigningsstigning på grund af følgende faktorer.
Den globale opvarmning i det sidste århundrede på grund af menneskeskabte aktiviteter har resulteret i termisk udvidelse af havvand. Således er havniveauet steget med ca. 10 til 15 cm i de sidste 100 år.
Smeltning af isen i Antarktis med ca. 3 procent af dets samlede ismængde har til en vis grad bidraget til den globale stigning i havniveauet. Selvom issmelten i Antarktis endnu ikke har udgjort en alvorlig fare for os, kan det vise sig at være farligt i den nærmeste fremtid, hvis atmosfærens temperatur fortsætter med at stige.
I det sidste århundrede smeltede omkring 15 procent af den samlede mængde af den grønlandske iskapsel. Udover disse ismeltningsarealer anslås også andre gletschere at have bidraget med ca. 48 pct. Af den globale stigning i havniveauet.
Langsigtede havniveau ændringer:
Globale havniveau ændringer, der overstiger 100 m, er kun mulige, hvis de store is ark smelter, eller der er betydelige ændringer i mængden af verdens mid-oceanic højderyg. Andre faktorer som langsigtede ændringer i geoid eller global hypsometri, udtørring af små havbaser osv. Anses for at være af mindre betydning. Effekten af smeltning af is og ændringer i mængden af mid-oceanic højderyg forårsager global havniveau ændring i en relativt hurtigere hastighed end sidstnævnte.
At forklare både satser og størrelser på de langsigtede havniveauer er ikke meget let på grund af hurtige ændringer i havniveauet på en global dimension, der er sket i de sidste par millioner år. Den mest bemærkelsesværdige af de tidligere oceaniske udsving er sen-oligocene-epokens havniveau, der faldt omkring 30 millioner år BP.
Havniveauet faldt til ca. 150 m med en gennemsnit på 150 mm ka -1 . Faldet er langsomt, hvis vi overvejer glacioeustasy-standarderne, men for hurtige, hvis vi tager hensyn til faktorer som forandringer i mængden af mid-oceanic højderyggen.
En forklaring på den langsigtede havnivitetsændring er vanskelig på grund af vores manglende viden om islagsperioden i Antarktis. Imidlertid antyder bevis for, at istiden i Antarktis startede mellem 45 og 20 millioner år BP. De seneste beviser fra Ocean Drilling Programmet (fra USA) antyder, at glacial aktivitet i østlige Antarktis begyndte omkring 35 millioner år BP.
Undersøgelser foretaget på kontinentale margener tyder på, at en stor del af dem tilhører passive margener, der er dannet af bruddet af Gondwana og Laurasian-pladen. Da disse margener er afkølet, og sedimenterne er deponeret på sådanne margener, har de været aftagende, hvilket fører til en stigning i havets overflade. Derfor overholdes havniveauet på de fleste passive kontinentale margener i verden i løbet af de sidste 100 millioner år.
Virkningen af havniveaufald:
Et fald i havets overflade kan medføre ændringer i grundniveauet for floder. Floderne skærer deres nye kanaler dybere end tidligere. Så en tilstand af foryngede landformer er fundet. Floderne kurver dybere dale på det foryngede land og kløfterne dannes selv i de lavere kurser på grund af flodernes justering med det nye basisniveau. På grund af den udvidede strandlinje strækker drænkanalerne yderligere ud mod havet og forårsager yderligere forlængelse af floderne.
En dråbe i havniveauet forårsager koralrevets død, da de kontinentale hylder, som de dannes på, er tørre. Så fremstår friske koralrev langs kanten af døde koraller.
På steder på lavvandede kontinentale hylder fører faldet i havets overflade til større tørhed i det kontinentale bagland på grund af reduceret overfladeafstrømning.
Et fald i havniveau i tempererede områder og højbreddeområder forårsager udvidelse af iskapper og ister på kontinentalsokkelene. I nogle tilfælde har gletscherne produceret uregelmæssig topografi som fjorde, ophobning af affald på hylderne, der danner usorterede forekomster af stenblade mv.
Virkning af mulig stigning i havniveau:
Et stort segment af det befolede land, nemlig de lavtliggende tætbefolkede kystområder, vil blive nedsænket. Selv de små øer vil blive udslettet. Derfor vil en anslået global befolkning på omkring 1000 millioner blive påvirket.
En stor skade kan skyldes kyststrukturer som havne, industrivirksomheder mv.
Som følge af stigningen i havniveauet kunne næsten 33 procent af verdens afgrødeområder blive nedsænket.
Accelereret kystosion kan forårsage skade på og ødelæggelse af strande, kystklitter og barer. Som følge heraf forbliver en stor del af kystlandet ubeskyttet mod havbølgernes direkte angreb.
Kystområdernes grundvandsressourcer vil blive alvorligt påvirket af salinisering på grund af havvandsindbrud.
Økosystemet vil lide store skader, da deltagerne, koralatollerne og revene vil blive ødelagt. Nye koralrev på ydersiden af de døde koraller vil blive dannet.
En af de mest direkte virkninger af havstigningsstigningen er krympningen i afvandingsområdet. For eksempel oplevede dræningsbassinerne i verden i den sene cenozoiske periode, som var en forholdsvis varm interglacial fase, periodisk nedsænkning og større skift i drænområdet. Hvis den nuværende stigning i havets overflade fortsætter, kan det samme fænomen forekomme i den nærmeste fremtid.
Geomorfologer har postuleret, at en strand og de tilstødende havbunder i en vis periode justerer sig til storme og perioder med lavbølgeenergi. Når havniveauet stiger, undergår den samme strand erosion efterfulgt af aflejring af sedimenter på den tilstødende havbund.
Således stiger havniveauet yderligere, da havbunden hæves ved sedimentaflejring. Kystregionen i det nordlige New Zealand viser, at det gennemsnitlige havniveau i det tyvende århundrede er steget med omkring 0, 17 m til 0, 35 m på grund af ovennævnte faktor.
Som følge af stigning i havets overflade vil drænbassens mund blive undervandet. Dette vil medføre en justering af flodernees lange profiler, som sandsynligvis vil vise en stigning.
De seneste erfaringer tyder på, at øerne er den værste påvirket af den seneste stigning i havniveauet. Nogle af de berørte øer er Carteretøerne, der ligger nordøst for Papua Ny Guinea i Stillehavet og Tuvaluøerne omkring 1000 km nord for Fiji i det sydlige Stillehav.
Det var at kontrollere dette fænomen med stigning i havniveauet, at programmet "Oceans and Coastal Areas Program Activity Activity Center" blev oprettet i 1987 under ledelse af FN's miljøprogram (UNEP) for at identificere de lande, der står over for maksimal risiko for nedsænkning.
Selvom stigningen i havniveauet i den nærmeste fremtid kan kontrolleres til en vis grad ved at tage skridt mod global opvarmning, menes det generelt, at det er uundgåeligt: menneskeheden har endnu ikke nået et stadium af en teknologisk effektivitet, der kan være helt forureningsfri og kan forårsage minimal skade på miljøet. Der er heller ikke nogen international konsensus om forebyggelse af global opvarmning.
