Havsnivåändring: Relevans, Bevis på stöd och mekanism för förändringarna

Läs den här artikeln för att lära dig om havsnivåförändringen: relevans, bevis i stöd och mekanism för förändringarna:

Med förändringar i havsnivån menar vi fluktuationerna i den genomsnittliga havsnivån, dvs. den genomsnittliga nivån på havytan, vars data härrör från en serie kontinuerliga register över tidvattenoscillationer över en betydligt lång tidsperiod.

Således kan förändringarna i havsnivån också betecknas som en relativ förändring i havsnivån. Under en relativ ökning av havsnivån kan antingen marken eller havytan genomgå upplösen eller sänkning, eller båda kan stiga och falla samtidigt.

De viktigaste kategorierna av förändring i havsnivå nämns nedan:

(i) Eustatiska förändringar uppstår när havsvattenvolymen förändras på grund av faktorer som global uppvärmning och smältning av islakan (ökning i havsnivå) eller isålder (fall i havsnivå).

(ii) Tektoniska förändringar uppstår på grund av en förändring av marknivån.

Dessa förändringar uppstår på grund av följande faktorer:

a) Isostatiska förändringar som sker på grund av tillsats eller borttagning av last, t.ex. under isåldern, sänktes landmassan på grund av den enorma belastningen som isen utövar. Som ett resultat var det en tydlig ökning av havsnivån. Å andra sidan stiger skandinaviens landmassa fortfarande när isen avlägsnas.

(b) Epeirogen rörelse uppstår på grund av bredskalning av kontinenter som kan leda till att en del av kontinenten stiger i förhållande till den genomsnittliga havsnivån, även då den andra delen kan dämpa orsakande en uppenbar ökning av havsnivån.

c) Örogen rörelse är relaterad till vikning och böjning (sträckning av en del av jordskorpan) i litosfären vilket resulterar i bildandet av höga berg och ett uppenbart fall i havsnivån.

Därför kan fenomenet havsnivåförändring summeras så:

1. Stigningen i havsnivån åtföljs av nedgången av markytan. stigning i havsnivå kan ske medan marken förblir stationär eller marken stiger långsammare än havsnivån.

2. Havsnivån är statisk, men marken sänker sig.

3. Havsnivån faller, men marken sjunker i snabbare takt.

På samma sätt kan fallet i havsnivån bero på att (1) havsnivån faller medan markytan stiger eller blir statisk eller marken sjunker långsammare (2) ingen förändring i havsnivån men land som rör sig uppåt; (3) markytan stiger i snabbare takt än höjningen av havsnivån.

Relevans av studien av havsnivåförändringar:

Studien av förändringar på havsnivå är viktig. Det ger viktiga bevis för klimatförändringen och gör det också möjligt för oss att rita ett riktmärke för att uppskatta tektoniska upplösningshastigheter under de senaste geologiska perioderna. Havsnivån påverkar direkt hastigheten och mönstret av erosionella och deponeringsprocesser i kustområdena. Genom att studera fluktuationerna i havsnivån blir det möjligt att bedöma kustområdenas lämplighet för industriell utveckling.

Fluktuationerna i havsnivå bestämmer tillgången till mark, särskilt i kustområden, vilka är viktiga för jordbruksändamål. Underkänningen av mark i framtiden kan vara en katastrof för den mänskliga civilisationen, eftersom den kan äventyra vår livsmedelssäkerhet. Genom att förutsäga klimatförändringar och de möjliga områdena som sänks under havet blir det möjligt för de lågländerna att bygga kustdykar och vallar.

Uppgiften att kartlägga områden som sannolikt kommer att påverkas av stormsteg och periodisk översvämning blir endast möjliga om vi vet vilka områden som påverkas av framtida havsnivåhöjning. Byggandet av tidvattenkraftaggregat behöver lämpliga platser. Genom att identifiera områdena med eventuell nedsänkning inom en snar framtid blir det möjligt för oss att etablera tidvattenkraftverk på lämpliga platser.

Bevis till stöd för havsnivåändring:

Havsnivåförändringarna under den kvartära perioden rekonstrueras med hjälp av följande metoder:

Förhöjda stränder, såsom upphöjda stränder, föreslår en nedgång i havsnivån i den regionen i det förflutna. Den exakta åldern av förändringarna i havsnivån fastställs från tillämpningen av radiometriska tekniker på material som finns i de upphöjda stränderna.

Ubåtkanoner visar att det en gång var en relativ ökning av havsnivån eftersom de bildas endast under nedsänkt tillstånd.

Oxygenisotoper väl bevarade i kalkhaltiga avsättningar av mikrofossiler, som finns i sedimentära avlagringar på havsbotten, ger information om förändringar i havsnivån. förändringen av havsnivån under den kvartära perioden är känd från sådana mikrofossilavlagringar. Bevis tyder på att den genomsnittliga havsnivån under de senaste glaciationsna och interglacialerna stod på ca 50 till 60 m under nuvarande medelhavsnivå.

Kontinentalhyllorna har antingen organiska eller oorganiska avlagringar. Torvavlagringar bildas som ett resultat av sönderfall av organiska avlagringar i vattenlösa förhållanden. Torv formas i tidvattenzoner som kan dateras radiometriskt genom att använda kol-14-teknik. Därför är torvfyndigheter också källa till värdefull information om tidigare förändringar i havsnivån.

Vi kan på grundval av ovanstående bevis visa att under de senaste isbreppet (cirka 18 000 år sedan) var havsnivån 110 m till 140 m under nuvarande havsnivå. Därför lämnades stora delar av kontinentalhyllorna torra. Det följdes av en stadig ökning i havsnivå som kallades flandrisköverträdelse.

Mellan 18 000 och 8 000 år före nuvarande (BP-'present 'är 1950), dvs under Holocene-perioden steg havsnivån mycket snabbare (1 m / 100 år). Även om denna stigning i havsnivån stod i stånd ca 6000-5000 år BP, visar utvecklingen av havsnivåfluktuationer under de senaste 10 000 åren att det fanns minst nio kalla faser i Europa. Av dessa har två faser avgränsats exakt: Medeltida Förskott (AD 1200 till 1400) och Little Ice Age (AD 1550 till 1800).

Bevis på förändringar före kvaternära havsnivåer erhålls från olika källor, såsom kontinenternas sedimentära deponier. Djupet av sediment indikerar den möjliga varaktigheten av nedsänkning av det område där sedimenten deponeras. Sedimentets djup kan vara känt genom att bestämma sina litologiska och organiska egenskaper.

Om marina sediment utsätts under luften på grund av jordhöjning eller fall i havsnivå kan förändringen i havsnivå beräknas med hjälp av fossila bevis. Denna teknik föreslår emellertid endast regionala havsnivåförändringar.

Havets nivåförändringar av global utsträckning kan fastställas från undersökningen av havsnivåförändringar på olika världsdelar. Om synvinkeln på olika kontinenter är synkrona kan de antas som en global förändring av havsnivån. Dessutom indikerar de marina sedimenten som finns på stabil kratonisk terräng svängningar i havsnivån under de senaste åldrarna.

Ett annat tillvägagångssätt för att uppskatta havsnivåförändringen är att plotta området på kontinenten där marina strator hittas. Förändringarna i havsnivån under kvartalet kan också beräknas genom att spåra förändringar i stränderna. Seismiska bevis som samlas genom att borra borrhål (eftersom det i allmänhet är svårt att samla information från offshore sedimentära sekvenser genom yttre observationer), hjälper oss också att förstå förändringen i sediment på djupet.

Förteckningen över före kvaternär havsnivåförändring som presenteras av Exxon-gruppen visar de globala havsnivåförändringarna från krittiden till nuet. Det visar att den långsiktiga ökningen under den tidiga Kretaceous perioden föregicks av en långvarig period av generellt låga havsnivåer, som hade förlängt från den sena palæozoiska perioden omkring 320 miljoner år sedan till den sena mesozoiska perioden för 150 miljoner år sedan.

Undersökningen som gjorts av Exxon-gruppen tyder på att havsnivån under det sena Kretaceet ökade till maximalt 250 m över den nuvarande havsnivån. Mest anmärkningsvärda är de dramatiska nedgångarna i havsnivåerna under Mesozoic och Cenozoic. Den mest snabba nedgången i havsnivån (ca 150 m) ägde rum i den sena Oligocene-epoken.

Mekanismer för förändring i havsnivå:

Fluktuationerna i havsnivån innebär tre grundläggande mekanismer: förändringar i havsvattenvolymen; förändringar i havsbassängvolymen; förändringar i geoid, dvs jordens form.

Förändringar i volymen av havsvatten:

Den nuvarande havsnivån skulle stiga med cirka 60 till 75 m om isen i Antarktis smälter, medan isländska isen skulle bidra med ca 5 m höjning i havsnivån. Det antas att i sådant fall kommer den extra belastningen av havsvatten att leda till att havsbottnen sjunker på grund av isostatiekompensation. Så den totala uppgången av havsnivån skulle vara ca 40-50 m. Men isostatiejusteringen av marken och havet är fortfarande inte klar på grund av brist på data.

Antarktisiset bildades under mitten och sena tertiären och det resulterade i havsnivå. Ungefär 3 till 4 miljoner år sedan upplevde kontinenterna på norra halvklotet bildandet av omfattande isar, första gången i geologisk historia. Som ett resultat av detta sjönk havsnivån (när den totala mängden havsvatten reducerades).

Tvärtom, om isen smälter, återvänder vattnet till havet. Generellt sett observeras att isostationshöjningen i början av issmältningen är snabb, dvs 3 m till 10 m per 100 år.

Markytan stiger när isbelastningen avlägsnas genom smältning. Men en sådan markupphöjningsprocess är långsam och tar flera tusen år på grund av det viskösa manteln och det överliggande skorpblocket med låg elasticitet. Skandinavien, till exempel, stiger fortfarande efter avlägsnandet av is deponerat under den senaste istiden.

Förändring av havsbassängens volym:

Förändringar i volymen av havsbassängen och de resulterande förändringarna i havsnivån var en viktig händelse för den mesozoiska tiden och den tidiga kenozoiska tiden.

Sådana förändringar uppstår på grund av följande faktorer:

(i) Förändringar i volymen av mid-oceaniska åsar:

En viktig tektonisk orsak till havsnivåhöjning, förändringar i volymen av mid-oceaniska åsar kan uppstå på grund av periodisk omorganisation av plattgränser som orsakar variationer i åsens totala längd. Om litosfären är varm ökar spridningshastigheten vilket medför en ökning av åsvolymen och vice versa. Havsnivån stiger när havskanten ökar i volymen.

En annan faktor är förändringen i hastigheten på havsbottnets spridning. Sedan slutet av Kretaceous Period har det varit en stadig ökning av volymen av mid-oceanic Ridge. Eftersom åsen upptar cirka 12 procent av den totala mängden havsvatten, påverkar någon sådan förändring i volymen av den mid-oceaniska åsen "havsnivån i stor utsträckning.

(ii) Uppsamling av sediment på havsbotten:

Sediment produceras av kontinenterna och den deponeras på havsbotten. Deponering av sediment kan leda till att havsbotten sänks och avlägsnas av sediment antingen genom subduktion eller upplösning. Om vi ​​inte tar hänsyn till dessa två faktorer kommer det att öka havsnivån på grund av den minskade volymen av havsbassängen.

Sedan mitten av krigstid har det skett en stadig tillväxt av karbonatackumulering i havsbassängerna, främst beroende på en mer aktiv tillväxt av karbonatutsöndrande marina organismer. Det antas att ackumuleringen av karbonat har resulterat i en global ökning av havsbotten med cirka 300 m och global ökning av havsnivån med cirka 55 m även efter isostatiska anpassningar.

(iii) Påverkan av orogenes:

Eftersom orogenes orsakar förkortning och förtjockning av kontinentalskorpa och en minskning av kontinenterna faller havsnivån till följd av en ökning av havsbassängens volym. Om man till exempel antar att det tibetanska platået är gjord av korstskikt med dubbelt genomsnittlig tjocklek, kommer det att medföra en minskning av den globala havsnivån med ca 26 m på grund av en ökad mängd havsbassäng.

(iv) Torkning av små havsområden:

Torkning av havsbassänger av mindre storlek kan leda till förändringar i den globala havsnivån. KJ Hsti i början av 1970-talet såg att närvaron av tjocka förångningsfyndigheter i Medelhavets sedimentära bergarter och bevisen på djupa ubåtsklovar från mynningen av floder som Nilen och Rhône bevisar att hela Medelhavet förångades ca 5 miljoner år BP. Vattnet avdunstades från

Medelhavet skulle i slutändan återvända till havs och producera en ökning av havsnivån.

Enligt uppskattningen av KJ Hsti var det en global havsnivåhöjning på 5 m till och med efter en isostatisk justering, dvs sänkning av havsbotten med 10 m på grund av den ökade belastningen av vatten. Det ska nämnas att Medelhavet på den tiden isolerades från resten av oceanerna sedan Gibraltarsundet stängdes av en lokal upplösning.

Ett analogt bevis på uttorkning och havsnivåhöjning återfinns vid den södra delen av Atlanten i sitt uppträdande stadium i den tidiga Kretaceous perioden då det isolerade havsbassänget torkades ut. Detta ledde till en stigning i havsnivån eftersom vattnet i den södra delen av Atlanten återvände till vattenkroppen i de omgivande oceanerna. Bevis till stöd för denna händelse återfinns i de tjocka fördämningsavlagren. Den globala havsnivån ökade förmodligen 60 meter efter uttorkningen av södra Atlanten.

Geoidal effekthypotes:

Isostatisk rörelse av jordskorpan föreslår vertikal rörelse av skorpan som svar på den ökade och minskade belastningen på den. Å andra sidan föreslår geoida effekter korsförändringar som ett resultat av kontinuerlig vågrisk omfördelning av massa inom och mellan havets havsområden som svar på en ökning och minskning av belastningen på havsbassängerna.

En modell som utvecklades på 1970-talet av geofysiker och geomorfologer förutspådde sex havsområdeszoner som bevittnade Holocene havsnivåförändring på grund av både isostatiska och geoida effekter. Dock förändras havsnivåförändringen på grund av geoidal påverkan fortfarande inte.

Kortsiktiga förändringar i den globala havsnivån:

Kortfristiga förändringar sker under ett år. Vanligtvis ses säsongsvariationer på 5-6 cm i havsnivå på ett år. Men svängningarna av havsnivån når 20-30 cm eller mer i nästan alla kustområden i världen.

Även om orsakerna till sådana kortsiktiga förändringar inte är kända kan fluktuationerna i havsnivån bero på en komplex samverkan av följande faktorer:

(i) Marinvattentäthet:

Temperatur och salthalt kontrollerar havsvattnets densitet. Låg temperatur och hög salthalt ger hög densitet av havsvatten och lägre havsnivå. Det beror på lägre temperatur och högre salthalt att östra delen av Stilla havet har en havsnivå 30-50 cm högre än Atlanten.

(ii) Atmosfärstryck:

Lågt tryck resulterar i högre lokal havsnivå och vice versa. Havsnivån stiger lokalt på platser med lågt tryck eftersom vatten sugs in genom den uppåtgående rörliga luftmassan.

(iii) Hastighet av havsströmmar:

Snabbströmmande havsströmmar vid en krökt bana orsakar en ökning av havsnivån på sina yttre kantar. I allmänhet observeras en skillnad på 18 cm i havsnivå mellan de båda sidorna av en snabbströmmande ström.

iv) Isbildning och fallande havsnivå:

Under vintern fångade havsvattnet i iskapparna i norra och södra halvklotet leder till ett fall i havsnivån.

(v) Uppsamling av vatten längs windwardkusten:

En lokal uppgång av havsnivån uppstår i kustregionen, eftersom vatten drivs mot kusten av en flygmassa, till exempel ökar havsnivån i södra och östra Asien under månonmånaderna på grund av landmassan i luftmassan.

Det tjugonde århundradet har observerat kortsiktiga globala havsnivåhöjningar på grund av följande faktorer.

Den globala uppvärmningen under det senaste århundradet på grund av antropogena aktiviteter har resulterat i termisk expansion av havsvatten. Så har havsnivån ökat med cirka 10 till 15 cm under de senaste 100 åren.

Smältning av isen i Antarktis med omkring 3 procent av dess totala isvolym har till viss del bidragit till den globala stigningen i havsnivån. Även om issmältningen i Antarktis inte har utgjort en allvarlig fara för oss kan det visa sig vara farligt inom en snar framtid om atmosfärens temperatur fortsätter att öka.

Under det senaste århundradet smälte cirka 15 procent av den totala volymen av den gröna isen. Förutom de här ismassområdena uppskattas även andra glaciärer ha bidragit med cirka 48 procent av den globala havsnivån.

Långsiktiga havsnivåförändringar:

Globala havsnivåförändringar som överstiger 100 m är endast möjliga om de stora isarna smälter eller det finns stora förändringar i volymen av världens mid-oceaniska ås. Andra faktorer som långsiktiga förändringar i geoid eller global hypsometri, uttorkning av små havsbassänger etc. anses vara av mindre betydelse. Effekten av smältning av is och förändringar i volymen av mid-oceanic åsen orsakar global havsnivåförändring i en relativt snabbare takt än den senare.

Att förklara både satser och storheter på de långsiktiga havsnivåförändringarna är inte särskilt lätt på grund av snabba havsnivåförändringar på en global dimension som har inträffat under de senaste miljoner åren. Den mest anmärkningsvärda av de tidigare oceaniska fluktuationerna är den sena oligocene epokens havsnivåfall som inträffade cirka 30 miljoner år BP.

Havsnivån sjönk till ca 150 m med en genomsnittlig hastighet av 150 mm ka ^-1 . Fallhastigheten är långsam om vi betraktar glacioeustasyternas standarder men för snabba om vi beaktar faktorer som förändringar i volymen i den mid-oceaniska åsen.

En förklaring till den långsiktiga förändringen av havsnivån är svår, på grund av vår brist på kunskap om istidernas ursprung i Antarktis. Däremot tyder på att glaciation i Antarktis startade mellan 45 och 20 miljoner år BP. De senaste bevisen från Ocean Drilling Programmet (i USA) antyder att glacial aktivitet i östra Antarktis började cirka 35 miljoner år BP.

Studier utförda på kontinentala marginaler tyder på att en stor del av dem hör till passiva marginaler som bildas av uppbrytningen av Gondwana och Laurasian-plattan. Eftersom dessa marginaler har svalnat och sedimenten deponeras på sådana marginaler, har de sjunkit, vilket leder till en ökning av havsnivån. Därför observeras havsnivåhöjning på de flesta passiva kontinentala marginalerna i världen under de senaste 100 miljoner åren.

Inverkan av havsnivåfall:

Ett fall i havsnivån kan orsaka förändringar i grundnivåerna i floderna. Floderna skar deras nya kanaler djupare än tidigare. Så ett tillstånd av föryngrade landformer finns. Floderna kurvor djupare dalar på den föryngrade marken och kanjonerna bildas även i de lägre kurser på grund av flodernas justering med den nya basnivån. På grund av den utsträckta sträckningen sträcker sig vidare dräneringskanalerna vidare mot havet vilket orsakar ytterligare förlängning av floderna.

En droppe i havsnivån orsakar korallrevets död eftersom de kontinentala hyllorna där de bildas lämnas kvar torra. Så framstår friska korallrev längs kanten av döda koraller.

På platser på grunda kontinentala hyllor leder fallet i havsnivån till ökad torrhet i kontinentala inlandet på grund av minskad ytvattenavledning.

Ett fall i havsnivån i tempererade och höga latitudområden orsakar förlängning av iskapslar och ister på kontinentalhyllorna. I vissa fall har glaciärerna producerat oregelbunden topografi som fjordar, ackumulering av skräp på hyllorna som bildar osorterade avlagringar av stenblock etc. som kallas glacial till.

Påverkan av möjlig ökning i havsnivå:

Ett stort segment av det befolkade landet, det vill säga de lågläntade tätbefolkade kustområdena, kommer att nedsänkas. Även de små öarna kommer att torkas ut. Därför kommer en beräknad global befolkning på cirka 1000 miljoner att påverkas.

Omfattande skador kan orsakas av kuststrukturer som hamnar, industrianläggningar etc.

Till följd av stigningen i havsnivån kunde nästan 33 procent av världens grödor sänkas.

Accelererad kusterosion kan orsaka skador på och förstörelse av stränder, kustdyner och barer. Till följd av detta kommer en stor del av kustlandet att förbli oförhindrad mot havsvågornas direkta angrepp.

Kustområdenas grundvattenresurser kommer att bli allvarligt påverkad av salinisering på grund av marina vattenintrång.

Ekosystemet kommer att drabbas av stora skador, eftersom delarna, korallatolen och revet kommer att förstöras. Nya korallrev på ytterkanten av de döda korallerna kommer att bildas.

En av de mest direkta effekterna av havsnivåhöjningen är krympningen i avrinningsområdet. Till exempel, under den sena kenozoiska tiden, som var en relativt varm interglacial fas, upplevde världens dräneringsbassänger periodisk nedsänkning och stora skift i dräneringsområdet. Om den nuvarande ökningen av havsnivån fortsätter, kan samma fenomen uppstå inom en snar framtid.

Det har postulerats av geomorphologists att under en viss tid justera en strand och dess intilliggande havsgolv till stormer och perioder med lågvågsenergi. När havsnivån stiger, genomgår samma strand erosion följt av deponering av sediment på det intilliggande havsbotten.

Sålunda stiger havsnivån ytterligare när havsbotten höjs av sedimentavlagring. Kustregionen i norra Nya Zeeland visar att den genomsnittliga havsnivån under det tjugonde århundradet har ökat med ca 0, 17 m till 0, 35 m på grund av ovan nämnda faktor.

Som en följd av stigande havsnivå kommer mynningen av avrinningsbassängen att undergå. Detta kommer att leda till en omställning av flodernas långprofiler, vilket sannolikt kommer att visa en ökning.

De senaste erfarenheterna tyder på att öarna är värst drabbade av den senaste tidens stigande havsnivå. Några av de drabbade öarna är Carteretöarna, som ligger i nordöstra Papua Nya Guinea i Stilla havet och Tuvaluöarna, cirka 1000 km norr om Fiji i södra Stilla havet.

Det var att kontrollera detta fenomen av havsnivåhöjning som "Oceans och Coastal Areas Program Activity Activity Center" inrättades 1987 under ledning av FN: s miljöprogram (UNEP) för att identifiera de länder som står inför högsta risken för nedsänkning.

Trots att havsnivåhöjningen inom en snar framtid kan kontrolleras i viss utsträckning genom att vidta åtgärder mot global uppvärmning, är det allmänt troddat att det är oundvikligt: ​​mänskligheten har ännu inte nått scenen av en teknologisk effektivitet som helt kan vara föroreningsfri och kan orsaka minimala skador på miljön. Det finns inte heller någon internationell konsensus om förebyggande av global uppvärmning.