11. Коливання клімату та зледеніння в антропогені.

Причини кліматичних змін пояснюються астрономічною теорією палеоклімату (АТП). Запропонували Дж. Кролль і М. Міланкович. Глобальна зміна клімату пояснюється варіацією орбітальних елементів землі: ексцентриситет, нахил земної вісі до площини екліптики, прецесія земної вісі.

Вплив ексцентриситету на клімат

Ексцентриситет – ступінь витягнутості земної орбіти. При круговій орбіти, коли е=0 наступають періоди похолодання, при збільшенні ексцентриситету середня відстань від Землі до Сонця зменшується, що викликає збільшення сонячної інсоляції Землі в цілому. Періодичність зміни становить 100тис. років.

Зміна кута нахилу земної вісі не змінює в цілому к-сть інсоляції,що надходить на землю,а тільки перерозподіляє її по широтах.

Збільшення інсоляції високих широт призведе до похолодання і збільш снігового та льодовикового покриву в цих широтах.

Афелій – найбільша відстань від Землі до Сонця.

Перигелій – найближча відстань від Землі до Сонця.

Прецесія – період зміни відстані від Сонця до Землі.

Вплив прецесії полягає в зміні сезонних контрастів інсоляції в різних півкулях. Період кліматичної прецесії становить 23тис років.

При знаходженні Землі в афелії до Сонця буде повернута Південна півкуля, тому найбільші кліматичні контрасти будуть характерні для Північної півкулі.

Головною причиною наростання льодовикових епох в межах Землі є зміни конфігурації континентів і рухи літосферних плит,що провокували ізоляцію значних частин материків від теплого впливу океанічних вод.

Виділ такі зледеніння:

-пізньопалеозойське

-ранньопалеозойське

-рифей-венське

-пізньоарфейське

З льодовиковими процесами впродовж антропогену пов’яз явище гляціоізостазія – це вертикальні рухи земної кори, пов’яз з порушенням її ізостатичної рівноваги.

Механізм прогинання земної кори пов’яз з перерозподілом матеріалу у верхній мантії, що викликає підняття ділянок, прилягаючих до льоду. Швидкість ізостатичних підняттів змінюється від 9мм/рік.

Евстатичні коливання рівня океану – коливання, що пов’язані з кліматичними змінами.

12. Методи четвертинної геології. Загальна характеристика.

У завдання четвертинної геології з точки зору напрямків дослідження відкладів:

1. генетичний

2. стратиграфічний

3. палеогеографічний (визначення фізико-географічних умов утворення порід)

Група геологічних методів:

1.Метод виявлення генетичних типів відкладів.

Полягає у з’ясуванні походження типів відкладів умов їх утворення та залягання.А також взаємовідношення між окремими типами відкладів. В цьому допоможуть мінералогічні методи.

2. Мінералогічний метод використовується в четвертинній геології переважно поділ. На легку і важку фракції. Склад легкої фракції за ступенем збереження нестійких мінералів допомагає встановлювати віддаленість перенесення відкладів. Склад мін. важкої фракції вказує на джерела знесення області живлення.

3. Літологічний метод.

4. Гранулометричний метод.

5. Петрографічний метод - для уточнення петрографічного складу валунів.

6. Валунний метод. Льодовикові валуни – ергатичні валуни. Базується на вивченні петрографічного складу валунів і гальки в льодовикових відкладах і поширення валунів певного складу. Він дозволяє простежити напрямок руху покривних льодовиків з центрів зледеніння. Виділ. так звані керівні типи - це певні породи, які вказують на джерела знесення порід (граніти рапаків). Валуни як правило окатані.

7. Геоморфологічні методи.

Група геофізичних методів

Група стратиграфічного та палеонтологічного методів

Серед палеофауністичних методів вивчають:

1. залишки ссавців;

2. наземні,прісноводні та морські молюски.

3. фораменіфори та морський планктон.

Палеофауністичний метод.

1. Палінологічний метод(спорово-пилковий) – на основі цього методу проводиться кількісний підрахунок і визначення відсоткового відношення спор і пилку для певного шару відкладів. Складається спорово-пилковий метод,який дозволяє визначити видовий склад рослинного покриву одновікового до відкладів на основі зміни співвідношення спор і пилку створюється спорово-пилкова діаграма на основі якої встановлюються зміни палеокліматичних обставин.

2. Карпологічний – базується на вивченні залишок плодів,насіння рослин,що міститься в торф’яниках.

3. Діатомовий метод - застосовується для визначення кліматичних обстановок на основі вивчення діатомових водоростей як прісноводних так і морських умов.

Група археологічних методів

Базуються на вивченні залишків матеріальних культур людини головним чином знарядь праці. Археологічні знахідки за своїм значенням на 3 групи:

1. знаряддя праці(матеріал)

2. стоянки

3 перевідкладені знаряддя праці,а також поховання.

Перевідкладені знаряддя праці дають нижню межу датування відкладів.

Окремі не перевідкладені дають верхню межу датування ( стоянки також)

Група кліматично-стратиграфічних методів

Виділяють:

1. Палеопедологічний-метод вивчення горизонтів похованих грунтів,що свідчать про теплу кліматичну обстановку їх утворення.

2. Палеокріологічний-виявлення слідів викопної вічної мерзлоти наприклад такі як морозостійкі тріщини,льодовикові жили,горби пучіння).

3 .Ізотопно-кисневий (палеотемпературний) – полягає у вивченні співвідношень О18\О16. Як правило в черепашках фораменіферів та материкового льоду. Співвідношення залежить від температури і отже його зміна відображає кліматичні коливання в часі.

Група геохронометричних методів

1. Радіогенні-найбільше використовання має радіо-вуглецевий(період напіврозпаду-5700р.С14) суть полягає у випромінювання вміст вуглецю в органічних викопних рештках.Вік визнач. За співвідношенням С14 в сучасному організму та зразку. Межа датування 45-55 тис.років.

Урановий,калій-аргоновий(межа датування 100-250 тис років).Трековий (базується на підрахунку густини треків спонтанного ділення ядер урану. Кількість треків є пропорційна часу. На основі дослідження треків вивчається термальна еволюція зерен).

2.Варвохронологічний – базується на підрахунку річних шарів відкладів стрічкових глин при льодовикових озер. Даний метод дослід. Піщані і глинисті прошарки у межах відкладів при льодовикових озер. На основі дослідів було визначено єдину хорологічну шкалу і на основі методу будують діаграми.

3. Палеонамагніченості. Впродовж четвертинного періоду існувало дві магнітні епохи Матуяма та Брюнес. В межах епох виділ екскурси та епізоди.

4. Термолюмінісцентий метод-базуються на здатності певних мінералів до свічіння при нагріванні. Це відбув. За рахунок накопичення в кристалічній решітці світлосуми радіоактивного випромінювання. Межа датування від 25-30 тис до 1млн.років.

13. Геологічні методи четвертинної геології(див.питання 13,31)Геологічні методи включаютьвелику кількість методів, спрямованих на вивчення геологічної будови форм рельєфу і виявлення різноманітних зв'язків рельєфу з геологічною будовою і тектонічним розвитком. Ці методи дають найбільш переконливий матеріал для судження про генезис форм рельєфу.

Група геологічних методів:

1.Метод виявлення генетичних типів відкладів.

Полягає у з’ясуванні походження типів відкладів умов їх утворення та залягання.А також взаємовідношення між окремими типами відкладів. В цьому допоможуть мінералогічні методи.

2. Мінералогічний метод використовується в четвертинній геології переважно поділ. На легку і важку фракції. Склад легкої фракції за ступенем збереження нестійких мінералів допомагає встановлювати віддаленість перенесення відкладів. Склад мін. важкої фракції вказує на джерела знесення області живлення.

3. Літологічний метод.

4. Гранулометричний метод.

5. Петрографічний метод - для уточнення петрографічного складу валунів.

6. Валунний метод. Льодовикові валуни – ергатичні валуни. Базується на вивченні петрографічного складу валунів і гальки в льодовикових відкладах і поширення валунів певного складу. Він дозволяє простежити напрямок руху покривних льодовиків з центрів зледеніння. Виділ. так звані керівні типи - це певні породи, які вказують на джерела знесення порід (граніти рапаків). Валуни як правило окатані.

14.Фізико-хімічні та фізичні методи для дослідження четвертинних відкладів. Методи визначення абсолютного віку четвертинних відкладів, як найбільш древніх, засновані на радіоактивності деяких хімічних елементів. Мимовільний розпад нестійких атомних ядер радіоактивних елементів і перехід їх в стійкіший стан відбувається з постійною швидкістю, відмінною для різних елементів. На цій підставі можливо використовувати радіоактивний розпад елементів для визначення віку порід, що містять радіоактивні елементи. Для стратиграфії четвертинних відкладів використовуються радіоактивні елементи, періоди напіврозпаду яких зпівставні з невеликою протяжністю четвертинного періоду. До них відносяться перш за все вуглець, період напіврозпаду якого складає 5700 років, протоактіній (32 тис. подітий), іоній (75 тис. років), уран (234-250 тис. років).Радіовуглецевий метод широко застосовується в четвертинній стратиграфії, оскільки вуглець зустрічається в четвертинних відкладах в органічних залишках, в кістках, раковинах, деревині, вугіллі, торфі. За життя організмів і рослин ізотопний склад вуглецю в них, а також в рослинах, приблизно відповідає його загальному складу в атмосфері. Після загибелі тварини або рослини надходження в організм радіовуглецю припиняється. Розпад же продовжується з відомою швидкістю, визначуваною періодом напіврозпаду. Вік викопних органічних залишків визначається по відношенню вмісту ізотопу 14С в них і в сучасній атмосфері. Межа датування по радіовуглецю складає 45-55 тис. років, тому радіовуглецевий метод можна використовувати при віковому розчленовуванні наймолодших четвертинних відкладів.Уран-коневий метод заснований на визначенні у відкладеннях кількості радіоактивних ізотопів урану-234 і продуктів його розпаду, протоактінія-231 і торія-23 (іонія), і порівнянні з рівноважною кількістю материнського радіоелементу. Цей метод досить достовірний, визначає вік відкладів в інтервалі від 20-30 до 600 тис. років, але лише морських осадків, оскільки найбільш надійні результати виходять при дослідженні морських коралів і раковин молюсків.Аргоновий- калієвий метод заснований на радіоактивному розпаді ізотопу 40К і накопиченні в мінералах продукту його напіврозпаду -радіоактивного аргону (40А). Найефективніше цей метод застосовується для визначення віку вулканічних порід, оскільки калій входить до складу багатьох породоутворюючих мінералів (польові шпати, слюда і ін.). Таким чином, методи визначення абсолютного віку четвертинних відкладів багаточисельні і з кожним роком набувають все більшого значення.З'являються нові методи. До них відноситься метод електронно-парамагнітного резонансу (ЕПР), який дозволяє датувати карбонати кальцію в коралах, раковинах молюсків, форамініферах, викопних кістках і зубах. Можна ще згадати методи аміно-кислотний, лазерного плавлення мінералу санідин, що міститься у відкладеннях, і ін.Використання ізотопних методів інколи дозволяє отримати не лише абсолютний вік, але і деякі палеогеографічні відомості. Так, для морських четвертинних опадів важливим допоміжним засобом кліматостратиграфії стали методи визначення палеотемператур води з допомогою ізотоп -кисневого методу. Цей метод заснований на зміні співвідношення ізотопів кисню 16О і 18О карбонаті раковин планктонних форамініфер при підвищенні або пониженні температури морської води, а також її щільність. Зростання співвідношення 18О/16О відбувається при пониженні температури океанічних вод і збільшенні їх щільності під час зледенінь, а при підвищенні температури в міжльодовиковий період і зменшенні щільності води в результаті розбавлення її принесеними водами танучих льодовиків спостерігається

) зворотна картина. Цей метод широко застосовується при глобальній кореляції розрізів морських і океанічних опадів. На підставі цього методу була створена ізотопно-киснева стратиграфічна шкала, що включає 19 або 20 стадій потепління і похолодання клімату за четвертинний період. В даний час вона зіставлена з підрозділами четвертинної системи, виділеними на підставі кліматостратиграфічних і палеонтологічних методів.