Cambios climáticos y Mecánica Celeste

1. Cambios climáticos y Mecánica Celeste Antonio Elipe Grupo de Mecánica Espacial Universidad de Zaragoza

2. glaciación. (Delfr.glaciation). 1.f.Formación de hielo. 2.f.Formación de glaciares.3.f.Geol.Cada una de las grandes invasiones de hielo que en épocas remotas acontecieron en zonas muy extensas de distintos continentes.

3. mecánico, ca. (Dellat.mechanicus, y estedelgr.oz). adj.Perteneciente o relativo a lamecánica.11.f.Parte de la física que trata del equilibrio y del movimiento de los cuerpos sometidos a cualquier fuerza. mecánica celeste. 1.f.Rama de la astronomía que estudia los movimientos de los astros por la interacción gravitatoria.

4. Glaciaciones • Louis AgassizSociedad Suiza de Ciencias Naturales • Neuchâtel 26-VII-1837

5. Bloques erráticos

6. Bloques erráticos

7. Bloques erráticos ¿ Origen? Arrastre glaciar Diluvio universal Grandes olas Icebergs (Lyell) Otros …. ¿Cómo habían llegado a las montañas?

8. Glaciares • 1815 Perraudin: marcas glaciares, morrenas • 1852 Groelandia • 1880 Antártida Aceptada: Escocia, Suiza, Escandinavia Rechazada: Países costeros

9. Glaciares

14. ¿Cómo se forman Glaciares? • Apilamiento de nieve • 30 m hielo • ¿longitud y velocidad ? • Cantidad de nieveCae, evapora y funde • ¿Equilibrio? • Sí, pero dinámico

15. Confirmación de Glaciación • Línea de morrenas en USA • 45 m alta • Desde Long Island hasta Washington • Capa de hielo en glaciación = = 13 veces la de hoy en el hemisf. norte • Espesor de 1 km • ¿De dónde procedía el agua?

16. Confirmación de Glaciación • ¿Cuánto debía bajar el nivel del mar? • 30 m cambios en las costas • La corteza y manto se hunden • ¿Qué pasó en el deshielo? • Respuesta inmediata (sube nivel del mar) • Respuesta gradual (sube terreno, 50 cm/siglo) • En 1875 se tenía mapa completo de varias glaciaciones

19. Preguntas • ¿Qué agente causó las glaciaciones? • ¿Por qué se retiró el hielo? • ¿Volverá a haber nuevas glaciaciones?

20. Respuestas • Actividad solar • Polvo entre Sol y Tierra • Concentración de CO2 • Astronómica (Mecánica Celeste)

21. 1842: J.A. Adhémar

22. 1842: J.A. Adhémar • Primav + Verano = Otoño + Invier. + 7 días • Hemisferio norte se calienta • Hemisferio sur se enfría • ¿ha sido siempre así? NO

23. Elementos orbitales • a semi eje • e excentricidad • I inclinación • W ángulo Nodo • w ángulo periastro • P periodo Son funciones del tiempo t

24. Precesión (Hiparco S.3 B.C.)

25. Precesión (Hiparco S.3 B.C.) Las estaciones se adelantan ! Periodo de 26.000 años

26. Precesión + Perihelio Periodo de 22.000 años

27. D’Alembert La cantidad total de calor recibido por un hemisferio durante un año es igual a la recibida por el otro. Corrientes marinas (von Humbolt)

28. James Croll (1864)

29. James Croll (1864) • Adhémar + cambios en la excentricidad • Dispone de la teoría de Le Verrier (1856) • Planetas excepto Neptuno • Hipótesis: • Disminución de la cantidad de luz en el invierno favorece la acumulación de nieve. • Aumento de la capa de nieve aumenta el frío al reflejarse la luz.

30. Diferentes excentricidades

31. James Croll (1864) • Condiciones: • Órbita muy excéntrica • Solsticio de invierno muy alejado el Sol • Conclusión: • La última etapa glaciar comenzó hace 250.000 años y acabó hace 80.000 años • Ha habido más glaciaciones • Épocas Glaciares e Interglaciares

32. Milutin MILANKOVITCH (1879-1958) • Ph. D. Viena 1904 • Prof. Univ. Belgrado1909 • « Teoría matemática capaz de descubrir los climas de la Tierra, Marte y Venus, hoy y en el pasado » • Toda su vida

33. Milutin MILANKOVITCH • Teoría de Pilgrim (1904) • Precesión, excentricidad y oblicuidad para 1.000.000 años

34. Milutin MILANKOVITCH • Cantidad de radiación solar en cada estación y en cada latitud • Distancia y ángulo de incidencia (Newton) • 1ª Guerra de los Balcanes • « El problema de la teoría astronómica de las glaciaciones » (1914) • Oblicuidad es un factor muy importante

35. Cambios en Oblicuidad

36. Cambios en Oblicuidad

38. Milutin MILANKOVITCH • 1ª Guerra Mundial • Prisionero varios meses • Reclamado en Budapest • « Teoría matemática del fenómeno del calor producido por radiación solar » (1920) • Köppen (meteorólogo) y Wegener (geólogo)

39. Milutin MILANKOVITCH • Curvas de radiación solar • Varias latitudes 55º, 60º y 75º • ¿Causa de una glaciación ? • Köppen: Disminución de calor en verano

40. Milutin MILANKOVITCH 1941 Günz, Mindel, Riss y Würm

41. Milutin MILANKOVITCH 1941 22.000 años Amplio periodo interglaciar

42. Dataciones Geológicas • Espesor de capas sedimentarias

43. Dataciones Geológicas • Carbono radiactivo (Libby, 1949) • Norma: « If it’s organic, collect it and date it » • Validez < 40.000 años • Fin última glaciación 18.000 años • Extiende la datación hasta 100.000 años • Milankovitch Teor. se abandona

44. En el fondo del mar … • 1872 H.M.S. Challenger • El fondo marino era una capa de sedimentos • Cerca continentes: arena, barro, etc (ríos) • Lejos continentes: Ozoos • (fósiles animales y plantas microscópicas) Plankton • > 4000 m no hay registros orgánicos • < 4000 m • Aguas calientes: foraminíferos • Aguas frías: radiolarios y diatomeas

45. En el fondo del mar … • 1947 registros de 15 m • 3 capas diferentes • Capas 1 y 3 Globorotalia menardii • Aguas cálidas • Capa 2, ausente • Distinta concentración CaCO3 • Ericson supone 9 glaciaciones en Pleistoceno

46. Dataciones …. • Isótopos del Oxígeno • Aguas calientes abundancia de O18 (Urey) • Medir O18/O16 en fósiles y saber la temperatura del agua cuando el organismo estaba vivo. • Variación de sólo 2º • Concentración de O18 depende del espesor de la capa de hielo • Más de 200 registros por año. Emiliani

47. Dataciones …. • Brunhes (1906) descubre el cambio en la dirección magnética de la Tierra • Matuyama (1926) descubre una nueva inversión • …. Más inversiones magnéticas. • (1963) Épocas de Brunhes y de Matuyanahace 700.000 años.

48. Proyecto CLIMAP • > 100 científicos de USA y Europa • Elaborar un mapa de la superficie terrestre durante la última glaciación • Medir las oscilaciones del clima durante el Pleistoceno

49. Proyecto CLIMAP V28-238

50. Proyecto CLIMAP