Havnivåendring: Relevans, Bevis i støtte og mekanisme for endringene

Les denne artikkelen for å lære om havnivåendringen: relevans, bevis i støtte og mekanisme for endringene:

Ved endringer i havnivå mener vi svingningene i gjennomsnittlig havnivå, dvs. gjennomsnittsnivået på sjøoverflaten, hvor dataene er avledet av en serie kontinuerlige registreringer av tidevannsoscillasjoner over en betydelig lang periode.

Dermed kan endringene i havnivå også betegnes som en relativ endring i havnivå. Under en relativ økning i havnivået kan enten land eller havflate gjennomgå oppløfting eller tilbaketrekking, eller begge kan stige og falle samtidig.

De viktigste kategoriene for endring i havnivå er nevnt nedenfor:

(i) Eustatiske endringer oppstår når havvannets volum endres på grunn av faktorer som global oppvarming og smelting av isplater (stigning i havnivå) eller istid (fall i havnivå).

(ii) Tektoniske endringer oppstår på grunn av endring i nivået av land.

Disse endringene skjer på grunn av følgende faktorer:

(a) Isostatiske forandringer som finner sted på grunn av tilsetning eller fjerning av last, f.eks. i istiden, landmassene ble redusert på grunn av den enorme belastningen som isen utøver; Som et resultat var det en tydelig økning i havnivået. På den annen side stiger landmassen i Skandinavia fortsatt når isen blir fjernet.

(b) Epeirogen bevegelse oppstår på grunn av bred veksling av kontinenter som kan føre til økning av en del av kontinentet i forhold til middelhavsnivået, selv om den andre delen kan avlede, noe som forårsaker en tilsynelatende økning i havnivå.

(c) Orogen bevegelse er relatert til folding og bøyning (strekking av en del av jordskorpen) av litosfæren som resulterer i dannelsen av høye fjell og et tilsynelatende fall i havnivå.

Derfor kan fenomenet havnivåendring oppsummeres slik:

1. Stigningen i havnivå er ledsaget av nedbør av jordoverflate; Oppgang i havnivå kan skje mens landet forblir stasjonært, eller landet stiger i langsommere enn havnivået.

2. Havnivå forblir statisk, men landet går ned.

3. Havnivået faller, men landet avtar raskere.

På samme måte kan fallet i havnivå skyldes: (1) havnivå som faller mens landoverflaten stiger eller forblir statisk eller jorda siver langsommere (2) ingen endring i havnivå, men land som beveger seg oppover; (3) landoverflaten stiger raskere enn stigningen av havnivået.

Relevans av studien av havnivåendringer:

Studien av havnivåendringer er viktig. Den gir viktige bevis på klimaendringer og gjør det også mulig for oss å tegne et referansemål for å estimere hastighetene for tektonisk oppløftning i de siste geologiske perioder. Havnivå har direkte innflytelse på hastigheten og mønsteret av erosjons- og deponeringsprosesser i kystområdene. Ved å studere svingninger i havnivå blir det mulig å vurdere kyststedernes egnethet til industriell utvikling.

Variasjonene i havnivå bestemmer tilgjengeligheten av land, særlig i kystområder, som er viktige for landbruksformål. Nedbøyningen av land i fremtiden kan være en katastrofe for den menneskelige sivilisasjon, da den kan true matenes sikkerhet. Ved å forutsi klimaendringer og de mulige områdene å bli nedsenket under sjøen, blir det mulig for de lavtliggende landene å bygge kystdykker og vassdrag.

Oppgaven med kartlegging av områder som sannsynligvis vil bli påvirket av stormstopp og periodisk oversvømmelse, blir bare mulig hvis vi vet hvilke sannsynlige områder som skal påvirkes av fremtidig havnivåstigning. Byggingen av tidevanns kraftproduksjonsenheter trenger passende steder. Ved å identifisere områdene av mulig nedsenkning i nær fremtid, blir det mulig for oss å sette opp tidevannskraftproduksjonsanlegg på passende steder.

Bevis til støtte for havnivåendring:

Havnivåendringene i den kvartære perioden rekonstrueres ved å bruke følgende metoder:

Forhøyede strandlinjer, som hevede strender, foreslår et fall i havnivået i den regionen i det siste. Den eksakte alderen av endringene i havnivå er fastslått ved anvendelse av radiometriske teknikker på materialene som finnes i de reiste strender.

Ubåten kløfter bevise at når det var en relativ økning i havnivå fordi de er dannet bare i nedsenket tilstand.

Oksygenisotoper godt bevart i kalkholdige forekomster av mikrofossiler, funnet i sedimentære forekomster på havbunnen, gir informasjon om havnivåendringer; Havnivåendringen i kvartærperioden er kjent fra slike mikrofossilavsetninger. Bevis tyder på at gjennomsnittlig havnivå i løpet av de siste isbrekkene og mellomglassene stod på ca 50 til 60 m under det nåværende gjennomsnittlige havnivået.

De kontinentale hyllene har enten organiske eller uorganiske forekomster. Torvavsetninger dannes som et resultat av nedbrytning av organiske forekomster i vanndampede forhold. Torv er dannet i intertidal soner som kan dateres radiometrisk ved å bruke karbon-14 teknikk. Derfor er torvinnskudd også kilden til verdifull informasjon om tidligere havnivåendringer.

Vi kan konkludere med ovennevnte bevis på at i løpet av de siste isbreene (ca. 18.000 år siden) var havnivået 110m til 140m under dagens havnivå. Derfor ble store områder av de kontinentale hyllene igjen tørre. Det ble fulgt av en jevn økning i havnivået kalt flanderisk overtredelse.

Mellom 18 000 og 8 000 år før nåværende (BP-present er 1950), dvs. i Holocene-perioden, steg havnivået på en mye raskere hastighet (1 m / 100 år). Selv om denne økningen i havnivået stod stille om 6000 til 5000 år BP, viser historien om havnivået fluktuasjoner i løpet av de siste 10.000 årene at det var minst ni kuldefaser i Europa. Av disse er to faser avgrenset nøyaktig: Middelalderenes fremskritt (AD 1200 til 1400) og Lille istid (AD 1550 til 1800).

Bevis på for-kvaternære havnivåendringer er hentet fra ulike kilder som sedimentære forekomster av kontinentene. Dybden av sedimenter indikerer den mulige varigheten av nedsenking av området der sedimentene er avsatt. Dypet av sedimentene kan bli kjent ved å bestemme deres litologiske og organiske egenskaper.

Hvis marine sedimenter eksponeres sub-luften på grunn av oppgang til land eller fall i havnivå, kan endringen i havnivå beregnes ved å bruke fossile bevis. Denne teknikken foreslår imidlertid bare regionale havnivåendringer.

Havnivåendringer av global omfang kan fastslås ved studiet av havnivåendringer i forskjellige verdensdeler. Hvis havnivået svingninger i forskjellige kontinenter er synkron, kan de antas som en global havnivåendring. Videre indikerer de marine sedimenter som er funnet på stabilt kratonisk terreng fluktuasjoner i havnivået i de siste tider.

En annen tilnærming til å estimere havnivåendring er å plotte området på kontinentet der marine lag er funnet. Havnivåendringene i prekvartalperioden kan også estimeres ved å spore forandringer i shorelines. Seismisk bevis, samlet ved boring av borehuller (fordi det er generelt vanskelig å samle informasjon fra offshore sedimentære sekvenser ved eksterne observasjoner), hjelper oss også til å forstå endringen i sedimenter i dybden.

Rekordet av prekvartær sjønivåendring som presenteres av Exxon-gruppen, viser globale havnivåendringer fra krittperioden til nåtiden. Det viser at den langsiktige økningen i den tidlige krittperioden var preget av en lengre periode med generelt lave havnivåer som hadde forlenget seg fra den sena palæozoiske perioden omkring 320 millioner år siden til den sena mesozoiske perioden for 150 millioner år siden.

Studien gjort av Exxon-gruppen antyder at i løpet av det sene Kretaceouset steg havnivået til maksimalt 250 m over dagens havnivå. Mest bemerkelsesverdige er de dramatiske fallene i havnivået under Mesozoic og Cenozoic. Det raskeste fallet i sjønivå (ca. 150 m) fant sted i sent Oligocene-epok.

Mekanismer for endringen i havnivå:

Fluktuasjonene i havnivået involverer tre grunnleggende mekanismer: endringer i havvannvolum; endringer i havbassengvolumet; endringer i geoid, dvs. jordens form.

Endringer i volumet av havvann:

Nåværende havnivå vil stige med ca. 60 til 75 meter hvis isen i Antarktis smelter, mens det grønne iskapet vil bidra med ca 5 meter økning i havnivå. Det antas at i så fall vil den tilsatte lasten av havvann føre til synkronisering av havbunnen på grunn av isostasjonskompensasjon. Så den totale økningen av havnivået ville være ca 40-50 m. Imidlertid er isostasjonsjusteringen av land og hav fortsatt uklar på grunn av mangel på data.

Antarktis-isen ble dannet i midten og sen tertiær, og det resulterte i fallet av havnivået. Omkring 3 til 4 millioner år siden opplevde kontinentene på den nordlige halvkule dannelsen av omfattende isark, første gang i geologisk historie. Som et resultat av dette falt havnivået (da det totale volumet av havvann ble redusert).

Tvert imot, hvis isen smelter, kommer vannet tilbake til havet. Generelt sett er det observert at isostasjonsoppløftingen i første fase av issmeltingen er rask, dvs. 3 m til 10 m per 100 år.

Jordoverflaten stiger når isbelastningen fjernes ved smelting. Men en slik prosess med landopphevelse er langsom og tar flere tusen år på grunn av det viskøse mantelet og den overliggende skorstensblokken med lav elastisitet. Skandinavia, for eksempel, stiger fortsatt etter fjerning av is deponert i siste istid.

Endring i volumet av havbassenget:

Endringer i volumet av havbassenget og de resulterende endringene i havnivået var en viktig begivenhet for den mesozoiske perioden og den tidlige kenozoiske perioden.

Slike endringer skjer på grunn av følgende faktorer:

(i) Endringer i volumet av mid-oceanic rygger:

En viktig tektonisk årsak til havnivåstigning, endringer i volumet av mid-oceanic rygger kan forekomme på grunn av periodisk omorganisering av plategrenser som forårsaker variasjoner i total lengde av ryggsystemet. Hvis litosfæren er varm, øker spredningshastigheten, noe som medfører økning i høydevolumet og vice versa. Havnivået stiger når havkanten øker i volum.

En annen faktor er endringen i hastigheten på sjøgulvspredning. Siden slutten av krittperioden har det vært en jevn økning i volumet av mid-oceanic ridder. Siden åsen opptar ca. 12 prosent av det totale havvannet, påvirker en slik endring i volumet av den mid-oceaniske høyden i høy grad havnivået.

(ii) Akkumulering av sedimenter på havbunnen:

Sedimenter er produsert av deudation av kontinenter og deponeres på havbunnen. Avsetningen av sedimenter kan føre til nedbør av havbunnen og fjerning av sedimenter, enten gjennom subduksjon eller oppløfting. Hvis vi ikke tar hensyn til disse to faktorene, vil det oppstå en økning i havnivået på grunn av det reduserte volumet av havbassenget.

Siden midten av krittperioden har det vært en jevn vekst av karbonatakkumulering i havbassenger, hovedsakelig på grunn av mer aktiv vekst av karbonat-utskillende marine organismer. Det antas at karbonatakkumuleringen har resultert i en global oppgang av havbunn med ca. 300 m og global oppgang av havnivået med om lag 55 m til og med etter isostatiske tilpasninger.

(iii) Virkning av orogenese:

Da orogenese forårsaker forkortelse og fortykkelse av kontinentalkors og en reduksjon i kontinentområdet, faller havnivået som et resultat av en økning i havbassengets volum. Hvis det for eksempel antas at det tibetanske platået er laget av krustlag med to ganger gjennomsnittlig tykkelse, vil det gi et fall på globalt havnivå på ca 26 m på grunn av økt mengde havbasseng.

(iv) Tørking av små havbassenger:

Tørking av havbassenger av mindre størrelse kan føre til endring i det globale havnivået. KJ Hsti på begynnelsen av 1970-tallet viste at tilstedeværelsen av tykke fordampningsavsetninger i Middelhavets sedimentære bergarter og bevis på dype ubåtsklifter fra munner av elver som Nilen og Rhône bevise at hele Middelhavet ble fordampet ca 5 millioner år BP. Vannet ble fordampet fra

Middelhavet ville ha til syvende og sist kommet tilbake til havene og produsert en økning i havnivået.

Ifølge estimatet av KJ Hsti var det en global sivilstandsøkning på 5 m til og med etter en isostatisk justering, dvs. nedgang av havbunn med 10 m på grunn av økt vannbelastning. Det skal nevnes at Middelhavet på den tiden var isolert fra resten av havene siden Gibraltarsundet ble stengt av en lokal opphevelse.

Et analogt bevis på uttørking og havnivåstigning er funnet i tilfelle av den sørlige delen av Atlanterhavet i det naserende stadiet i tidlig Kretaceous periode da det isolerte havbassenget tørket ut. Dette førte til en økning i havnivå fordi vannet i den sørlige delen av Atlanterhavet vendte tilbake til vannkroppen i de omkringliggende havene. Bevis til støtte for denne hendelsen finnes i de tykke fordampningsavsetningene. Den globale økningen økte sannsynligvis 60 meter etter uttørking av Sør-Atlanterhavet.

Geoidal effekt hypotesen:

Isostatisk bevegelse av jordskorpen antyder vertikal bevegelse av skorpen som svar på den økte og reduserte belastningen på den. På den annen side foreslår geoidale effekter krustdeformasjoner som følge av kontinuerlig horisontal omfordeling av masse i og mellom havområdene i verden som respons på økning og reduksjon av belastning på havbassenger.

En modell utviklet på 1970-tallet av geofysikere og geomorfologer spådde seks havområdets soner som opplevde Holocene havnivåendring på grunn av både isostatiske og geoidale effekter. Men endringer i havnivået på grunn av geoidal påvirkning er fortsatt ikke bevist.

Kortsiktige endringer i verdenshavsområdet:

Kortsiktige endringer skjer i løpet av et år. Vanligvis ses sesongvariasjoner på 5-6 cm i havnivå i et år. Men svingene i havnivå når 20-30 cm eller mer i nesten alle kystområder i verden.

Selv om årsakene til slike kortsiktige endringer ikke er kjent, kan svingninger i havnivå skyldes et komplekst samspill mellom følgende faktorer:

(i) Havvannstetthet:

Temperatur og saltstyrke kontrollerer tetthet av sjøvann. Lav temperatur og høy saltholdighet gir høy tetthet av sjøvann og lavere havnivå. Det skyldes lavere temperatur og høyere saltholdighet at den østlige delen av Stillehavet har et havnivå 30-50 cm høyere enn Atlanterhavet.

(ii) atmosfærisk trykk:

Lavt trykk resulterer i høyere lokalt havnivå og omvendt. Havnivået stiger lokalt på steder med lavt trykk fordi vann suges inn av det oppadgående flyterøret.

(iii) Hastighet av havstrømmer:

Raskstrømende havstrømmer når man tar en buet sti, forårsaker en økning i havnivået på ytre kantene. Vanligvis observeres en forskjell på 18 cm i havnivå mellom de to sidene av en hurtigflytende strøm.

(iv) Isdannelse og fall i havnivå:

Om vinteren er havvannet fanget i iskappene i nord og den sydlige halvkule fører til fall i havnivå.

(v) Vann opp langs vann langs kysten:

En lokal oppstigning av havnivå oppstår i kystregionen som vann drives mot kysten av et luftmasse, for eksempel øker havnivået i Sør- og Øst-Asia i løpet av månedsmånedene på grunn av landmassebevegelsen av luftmassen.

Det tjuende århundre har observert kortsiktig global havnivå økning på grunn av følgende faktorer.

Global oppvarming i forrige århundre på grunn av menneskeskapte aktiviteter har resultert i termisk ekspansjon av havvann. Så har havnivået steget med ca 10 til 15 cm de siste 100 årene.

Smelting av isblader i Antarktis med om lag 3 prosent av det totale isvolumet har til en viss grad bidratt til en økning i sivile havnivåer. Selv om issmelten i Antarktis ikke har utgjort en alvorlig fare for oss, kan det vise seg å være farlig i nær fremtid hvis temperaturen i atmosfæren fortsetter å øke.

I forrige århundre smeltet omtrent 15 prosent av det totale volumet av den grønlandske iskappen. Foruten disse ismassene er også andre isbreer anslått å ha bidratt med om lag 48 prosent av den globale havnivåstigningen.

Langsiktig havnivåendringer:

Globale havnivåendringer som overstiger 100 m er bare mulige hvis de store isene smelter eller det er store endringer i volumet av verdens mid-oceaniske ås. Andre faktorer som langsiktige endringer i geoid eller global hypsometri, uttørking av små havbassenger etc. anses å være av mindre betydning. Effekten av smelting av is og endringer i volumet av mid-oceanic åsen forårsaker at global havnivå endres relativt raskere enn sistnevnte.

Å forklare både satser og størrelser på langsiktige havnivåendringer er ikke veldig lett på grunn av raske havnivåendringer på en global dimensjon som har skjedd de siste millioner årene. Den mest bemerkelsesverdige av de tidligere havforskjellene er sen-oligocene-epokens havnivåfall som skjedde rundt 30 millioner år BP.

Havnivået falt til ca 150 m med en gjennomsnittlig hastighet på 150 mm ka ^-1 . Fallfallet er sakte hvis vi vurderer standardene for glacioeustasy, men for rask hvis vi tar hensyn til faktorer som forandringene i volumet av mid-oceanic ridderen.

En forklaring på den langsiktige havnivåendringen er vanskelig, på grunn av vår mangel på kunnskap om opprinnelsesperioden for isen i Antarktis. Imidlertid tyder bevis på at isbrekking i Antarktis startet mellom 45 og 20 millioner år BP. De nyeste bevisene fra Ocean Drilling Programmet (i USA) antyder at isaktiviteten i Øst-Antarktis begynte om lag 35 millioner år BP.

Studier utført på kontinentale margener tyder på at en stor del av dem tilhører passive marginer dannet ved oppbrudd av Gondwana og Laurasian tallerken. Da disse margenene har avkjølt, og sedimentene er deponert på slike marginer, har de gått ned og fører til en økning i havnivå. Det er derfor observert havnivåstigning på de fleste passive kontinentale marginer i verden de siste 100 millioner årene.

Virkningen av havnivåfall:

Et fall i havnivå kan føre til endringer i grunnnivået i elver. Elvene kutter sine nye kanaler dypere enn før. Så en tilstand av foryngede landformer er funnet. Elvene kurver dypere daler på det foryngede landet og kløfterne dannes selv i de nedre kursene på grunn av elvets justering med det nye grunnnivået. Videre, på grunn av den utvidede strandlinjen, strekker dreneringskanalerne seg videre mot sjøen og forårsaker ytterligere forlengelse av elvene.

En dråpe i havnivå forårsaker dødsfallet av korallrev som de kontinentale hyllene de dannes på, blir igjen tørre. Så kommer friske korallrev langs kanten av døde koraller.

På steder på grunne kontinentale hyller fører fallet i havnivå til større tørrhet i det kontinentale baklandet på grunn av redusert overflateutledning.

Et fall i havnivå i tempererte og høye breddegrader forårsaker utvidelse av iskapper og ister på kontinentalsokkene. I noen tilfeller har isbreene produsert uregelmessig topografi som fjorder, opphopning av rusk på hyllene som danner usorterte forekomster av steinblokker etc. som kalles isbreen til.

Virkning av mulig oppgang i havnivå:

Et stort segment av det befolkede landet, det vil si de lavtliggende tettbefolket kystområdene, vil bli nedsenket. Selv de små øyene vil bli utslettet. Derfor vil en estimert global befolkning på rundt 1000 millioner bli påvirket.

Det kan forårsakes enorme skader på kyststrukturen som havner, industriinstitusjoner, etc.

Som følge av økningen i havnivået, kunne nesten 33 prosent av verdens avlinger bli nedsenket.

Accelerert kystosion kan føre til skade på og ødeleggelse av strender, kystdyner og barer. Som et resultat vil en stor del av kystlandet forbli ubeskyttet mot det direkte angrepet av sjøbølger.

Kystområdets grunnvannsressurser vil bli sterkt påvirket av salinisering på grunn av havvannsinnbrudd.

Økosystemet vil lide store skader som deltakere, korallatoler og rev vil bli ødelagt. Nye korallrev på ytre kanten av de døde koraller vil bli dannet.

En av de mest direkte konsekvensene av havnivåstigning er krympingen i dreneringsområdet. For eksempel opplevde dreneringsbassene i verden i løpet av den sena cenozoiske perioden, som var en relativt varm interglacial fase, periodisk nedsenkning og store skift i dreneringsområdet. Hvis dagens økning i havnivået fortsetter, kan det samme fenomenet oppstå i nær fremtid.

Det har blitt postulert av geomorphologists at i en viss periode en strand og dens tilstøtende sjøgulv justerer seg til stormer og perioder med lavbølgeenergi. Når havnivået stiger, blir den samme stranden undergår erosjon etterfulgt av avsetning av sedimenter på tilstøtende havbunn.

Dermed stiger havnivået ytterligere ettersom sjøbunnen er forhøyet av sedimentavsetning. Kystregionen i Nord-New Zealand viser at det gjennomsnittlige havnivået i løpet av det tjuende århundre har steget med rundt 0, 17 m til 0, 35 m på grunn av den ovennevnte faktor.

Som et resultat av økning i havnivå vil munnene i dreneringsbassenger gjennomgå en nedsenkning. Dette vil føre til en justering av langprofilene til elvene, som sannsynligvis vil vise en økning.

De nyere erfaringene antyder at øyene er det verste påvirket av den siste økningen av havnivået. Noen av de berørte øyene er Carteret Islands, som ligger nordøst for Papua Ny Guinea i Stillehavet og Tuvalu-øyene, ca 1000 km nord for Fiji i Sør-Stillehavet.

Det var å sjekke dette fenomenet stigning i havnivået at "Oceans and Coastal Areas Program Activity Activity Center" ble opprettet i 1987 under ledelse av FNs miljøprogram (UNEP) for å identifisere landene som står overfor maksimal risiko for nedsenking.

Selv om havnivået stiger i nær fremtid kan kontrolleres til en viss grad ved å ta skritt mot global oppvarming, er det generelt antatt at det er uunngåelig: menneskeheten har ennå ikke nådd scenen av en teknologisk effektivitet som kan være helt forurensningsfri og kan forårsake minimal skade på miljøet. Det er heller ingen internasjonal konsensus om forebygging av global oppvarming.