Cổ khí hậu học – Wikipedia tiếng Việt

Cổ khí hậu học là môn khoa học nghiên cứu về sự biến đổi khí hậu trong suốt chiều dài lịch sử Trái Đất. Môn khoa học này sử dụng các dấu vết được ghi lại trong băng, vòng sinh trưởng của cây, trầm tích, san hô, sò và đá để xác định các môi trường khí hậu trong quá khứ trên Trái Đất.

Các nhà cổ khí hậu sử dụng nhiều phương pháp/kỹ thuật khác nhau để xây dựng lại khí hậu trong quá khứ như:

Nghiên cứu băng hà, các mũ băng ở vùng cực, như ở Greenland và Nam Cực.

• không khí bị giữ trong tuyết khi chúng rơi xuống, và tồn tại ở dạng các bong bóng nhỏ dưới các lớp băng bị nén chặt.


• Sự phân lớp của băng theo chu kỳ các mùa trong năm theo dữ liệu lõi băng.


• Sự thay đổi bề dày dùng để xác định giáng thủy và nhiệt độ.


• Biến động hàm lượng oxy-18 (δ¹⁸O) trong các lớp băng đặc trưng cho các biến động nhiệt độ trung bình của đại dương.


• Phấn hoa được quan sát trong các lõi băng và có thể được dùng để suy đoán các loài thực vật đã tồn tại.


• Tro núi lửa cũng có mặt trong một số lớp băng, và có thể được dùng để xác định thời gian hình thành lớp trầm tích đó.

Vòng sinh trưởng thực vật

Thông tin về khí hậu có thể được nhận dạng qua việc nghiên cứu sự thay đổi trong sự phát triển của cây. Một cách tổng quát, cây phản ứng lại các biến đổi khí hậu bằng cách phát triển nhanh hơn hay chậm hơn thể hiện thông quan độ dày hơn hay mỏng hơn của vòng sinh trưởng.

Theo thang thời gian dài hơn, các nhà địa chất học phải sử dụng các dấu hiệu trầm tích để xác định.

Trầm tích học

• Trầm tích có thể chứa các phần còn lại được bảo tồn tốt của thực vật, động vật, phiêu sinh hay phấn hoa, các loài này mang đặc điểm của một đới khí hậu nhất định.


• Phân tử sinh học đánh dấu như alkenones có thể cung cấp thông tin về nhiệt độ của hệ tầng chứa nó.


• Hóa học, đặc biệt là tỉ số Mg/Ca của canxit trong các thí nghiệm Foraminifera, có thể được dùng để tái lập nhiệt độ cổ.

Tỷ lệ đồng vị

Tỷ lệ đồng vị có thể cung cấp nhiều thông tin khác như δ¹⁸O, δ¹³C.

Tỷ lệ đồng vị carbon ¹³C/¹²C hay δ¹³C trong trầm tích cổ được sử dụng để nghiên cứu dựa trên hiện tượng thực vật thực hiện quang hợp với ¹²C dễ hơn. Do đó những sinh vật phù du ở biển như benthic foraminifera khi phát triển mạnh thì làm lệch tỷ lệ đồng vị. Nếu các tầng nước đại dương không bị đối lưu pha trộn, thì sự lệch tỷ số này xảy ra trong thời gian dài, và dấu hiệu này được lưu giữ trong các tầng trầm tích biển. (Lynch-Stieglitz et al., 1995)^[1]

Tướng trầm tích

đá ghi lại các dấu hiệu như mực nước biển dâng hoặc rút; đặc trưng là các cồn cát cổ nằm rất xa bờ biển hiện tại hoặc bị nhấn chìm dưới sâu.

San hô

Vòng san hô cũng tương tự như vòng sinh trưởng của cây cũng phản ánh hiệt độ nước biển cổ và hoạt động của sóng. Từ dữ liệu này, các thiết bị có thể được dùng để suy ra nhiệt độ bề mặt biển và độ mặn của nước biển trong quá khứ trong vài thế kỷ qua.^[2]

Hạn chế[sửa | sửa mã nguồn]

Tất cả các dấu hiệu đề giảm độ nhất quán theo thời gian lùi về quá khứ. Mẫu lõi băng cổ nhất ở Nam Cực có tuổi 800.000 năm. Các nhà khoa học hiện tại xác định mẫu lõi băng ở cùng vị trí có tuổi 1,2 triệu năm. Ở biển sâu, dựa trên hầu hết các dữ liệu đồng vị các vật liệu còn lại có tuổi 200 triệu năm.

• Bradley, Raymond S. (1985). Quaternary paleoclimatology: methods of paleoclimatic reconstruction. Boston: Allen & Unwin. ISBN 0-04-551067-9. 


• Imbrie, John (10 tháng 10 năm 1979). Ice ages: solving the mystery. Cambridge MA: Harvard University Press. ISBN 0674440757. 


• Margulis, Lynn; Sagan, Dorion (1986). Origins of sex: three billion years of genetic recombination. The Bio-origins series. New Haven: Yale University Press. ISBN 0-300-03340-0. 


• Gould, Stephen Jay (1989). Wonderful life, the story of the Burgess Shale. New York: W.W. Norton. ISBN 0-393-02705-8. 


• Crowley, Thomas J.; North, Gerald R. (1996). Paleoclimatology. Oxford monographs on geology and geophysics 18. Oxford: Clarendon Press. ISBN 0-19-510533-8. 


• Karl-Heinz Ludwig: Eine kurze Geschichte des Klimas. Von der Entstehung der Erde bis heute, (A short history of climate, From the evolution of earth till today) Herbst 2006, ISBN 3-406-54746


• William F. Ruddimann (2001). Earth's Climate — Past and Future. Palgrave Macmillan. ISBN 0-7167-3741-8. 


• B. Windley (1984). The Evolving Continents. New York: Wiley Press. 


• Drummond, Carl N. and Wilkinson, Bruce H. (2006). “Interannual Variability in Climate Data”. Journal of Geology 114: 325–339. doi:10.1086/500992.