Длительные колебания глобального климата на Земле

[Gaius Marcus Victorinus]

Хотелось бы посветить тему причинам и механизмам существенного колебания глобального климата на Земле на протяжении ее эволюционного развития. Не ледниковым периодам, а более значительным и длительным изменениям. Что говорят об этом ученые? Связано ли это с активностью Солнца, особенностями развития атмосферы и гидросферы, глобальными катастрофами или чем-то еще? И какие есть (и есть ли) прогнозы развития климата в будущем: не глобальное потепление имеется в виду, а более длительные и существенные тренды.

Прошу уважаемых форумцев меня не пинать, если такая тема уже была (хотя поиском я ее не нашел).

[V.V.P]

Эх, хорошая все-таки штука - Википедия...
Читаем статью "Климат".

Можно выделить причины изменения климата; среди них:

1.солнечная активность, которая влияет на состояние озонового слоя, или просто на общее количество излучения
2.изменение наклона оси вращения Земли (прецессия и нутация)
3.изменение эксцентриситета орбиты Земли
4.изменения состояния земного ядра, которые влекут за собой изменения магнитного поля Земли
5.извержения вулканов
6.деятельность ледников
7.перераспределение газов на планете
8.выделение газов и тепла из недр планеты
9.изменение отражающей способности атмосфер
10.катастрофы наподобие падения астероидов
11.деятельность человека (сжигание, выброс различных газов, развитие атомной энергетики)
12.основная причина изменения климата и потепления в цикличном с определенным интервалом таянием и возрождении ледников.Когда ледники стают- начнется ,притом быстро, наступление ледникового периода.

[Макроассемблер]

Могу посоветовать почитать книги Питера Уорда (некоторые из них доступны в Сети)
Вкратце:
Светимость Солнца медленно растёт
"Чтобы" компенсировать это, биосфера кое-как кондиционирует атмосферу, уменьшая количество углекислого газа (парниковый) и увеличивая кислород (антипарниковый (формально говоря, кислород не является антипарниковым газом, но это дела не меняет) )
Впрочем, процесс этот происходит сильно немонотонно, с перегибами, и поэтому климат в течение фанерозоя менялся
В "защиту" биосферы надо сказать, что сколько CO2 выделяется из недр Земли и сколько O2 окисляется, от нее напрямую не зависит.
рано или поздно возможности биосферы будут исчерпаны, температура начнет расти, Земля превращаться в подобие Венеры и океаны выкипать
Изменение конфигурации материков влияет тоже, но оно, верятно, квазипериодично (объединение в суперматерик было несколько раз). Когда какой-нибудь материк наползает на полюс, то на нем может появиться покровное оледенение, повышающее альбедо, что приводит к существенному похолоданию.

[василий андреевич]

Очень уж трудно длительному, то есть как бы монотонному процессу поставить в соответствие колебательную тенденцию.
Сейчас мы живем в межледниковье ледникового периода. И период этот геологически очень короток.
Но таких периодов в прошлые эры было множество.
И если (как уже сказал Макроассемблер) Солнце постоянно разгорается, то все колебания климата, и глобальные, и суперглобальные имеют истоком общеэволюционные тенденции развития биосферы. И колебания содержания, так называемых, парниковых газов - это лишь часть механизма регуляции сложно колебательного процесса.

[идрис]

Скоростью разгорания Солнца можно пренебречь. Там масштаб - миллиарды лет.

Был такой выдающияся ученый - Вернадский. Он показал, что биосфера буде трансформироваться в ноосферу и человек начнет управлять всем в биосфере. В 60 годы прошлого века к сожалению взгляды Вернадского подверглись полному забвению. Помню в первом докладе Римскому клубу было сделано несколько выводов. 5 вывод такой: "Природа лучше знает". То есть с тех мы и остановили влияние человека и управление им природой. Потому, что она знает лучше. Это конечно скрытый идеализм (знает то не природа, а ее создатель, а не какой - человек), но он пока к сожалению победил. Вот с тех пор пышным цветом расцвели "защитники" природы, а в начале "дети солнца - хиппи", с тех пор постоянно идет крик и ор, о плохом влиянии человека на природу и т.д.

Согласно концепции ноосферы - нет плохого влияния человека на природу. Есть просто влияние. Которое будет потимизировано и природа начнет функционировать так как человек от нее  захочет.

Но пока труды Вернадского забыты и лишь его имя постоянно как факел везде упоминают ни к селу ни к городу. Но в любом случае рано или поздно вся эта "защита природы" прекратится и мы вернемся на тот путь прогресса на котором стояли до 1970 года.

[Макроассемблер]

Скоростью разгорания Солнца можно пренебречь. Там масштаб - миллиарды лет.

В чем проблема-то? Биосфера тоже существует миллиарды лет, сопоставимое время

[василий андреевич]

Идрис, а можно попробовать утверждать и обратное. При разгорающемся Солнце, Венера не успела обзавестись глобально функционирующей биосферой, а Марс еще не приступил к этому процессу. Далее, если бы Земля не першла к функционированию за счет биотического кругововорота земной коры и тропосферы, то ее, приблизительно, начиная с мезозоя, ждал бы удел Венеры.
  Лично у меня, пока бездоказательно, возникает впечатление, что именно цикличность функционирования биосферы позволяет Земле устраивать периоды с максимизацией выбросов тепла в космос.
  Для этого, как парадокс, выскажу предположение, что среднепланетарное повышение температуры способно, а может и обязано, вызвать ледниковье.

[Gilgamesh]

Оффтоп тут http://www.paleo.ru/forum/index.php/topic,3575.0.html

[идрис]

А почему парадокс? Это довольно распространенны взгляд. Чем выше температура, тем выше испарение. Тем больше осадков в горах умеренного пояса. Значит там развивается оледенение. Эти ледники быстро расползаются и формируют резко специфичный региональный климат. Глобально пока тепло и регион расширяется и в нем все холодает и холодает. Потом регион начинает играть глобальную роль, происходит бифуркация и система залпом переходит в ледниковье. Кстати высокая скорость перехода в ледниковье и обратно, возможно говорит в пользу этого взгляда.

Биосфера возникает быстро. Имея под боком Землю Венера обречена иметь развитую биосферу. Но вероятно условия жизни на ней все таки были очень суровыми. Опять таки есть проблема с Венерой и ее вращениями. Как я понимаю, господствует взгляд, что венера была разбита другой планетой (чем то вроде Луны). Вероятно была полностью переплавлена и стерилизована.

[Макроассемблер]

Имея под боком Землю Венера обречена иметь развитую биосферу.

Поясните, пожалуйста

Но вероятно условия жизни на ней все таки были очень суровыми.

Опять таки есть проблема с Венерой и ее вращениями.

А что такого с ее вращением? Если бы там был океан, растениям достаточно было бы дрейфовать по течению впереди полудня, либо отрастить парус и следовать позади полудня.
Проблема на Венере, кажется в том, что океаны выкипели, а жрать нечего :-)

Как я понимаю, господствует взгляд, что венера была разбита другой планетой (чем то вроде Луны). Вероятно была полностью переплавлена и стерилизована.

А что мешает отрастить новую биосферу?

[василий андреевич]

Чем выше температура, тем выше испарение. Тем больше осадков в горах умеренного пояса. Значит там развивается оледенение. Эти ледники быстро расползаются и формируют резко специфичный региональный климат.

Кабы так, то это слишком хорошо и просто. Нужны высокие перепады температур между экватором и полюсами, а значит, и затрудненный воздухобмен в приземных слоях. Плюс, влага не должна конденсироваться в облака в тропосфере экватора, но выпадать в виде снега в умеренном поясе. Но самое главное, это понять каким образом ледниковье, понизив отражением среднепланетарную температуру, будет стремиться восстанавливать условия температурного оптимума. По-всякому, здесь без колебаний в деятельности биосферы не обойтись.

Вот Венера вовсе не стремиться, наверное, к колебательному термопроцессу, выбрав функционирование при "горячем" спектре отражения. Когда-то читал исследования, что и Земля скачком может перейти на Венерианскую систему.

[идрис]

Ну у Венеры практически очень слабое вращение вокруг своей оси. Продолжительность дня там больше, чем продолжительность года!!! Что то должно было произойти. Спутников у нее вроде нет. Так что объяснить это сложно. Единственное объяснение это удар крупной планеты. Идеально подходит для этого Меркурий. У него примерно такие же параметры орбиты. Хотя длительность дня на Меркурии можно объяснить тяготением Солнца, но все таки.

Просто после удара все расплавилось и воздух взвились огромные количества разных газов. С тех пор температура так до приемлимой вроде не опустилась. Так что там не только океаны, но и Венерианская кора вместе с мантией расплавилась ))

Поясню, жизнь легко может мигрировать на объектах выброщенных с планет с жизнью. Экспериментально доказано, что довольно развитые организмы (не говоря о бактериях) могут переносить даже на поверхности тел воздействие космоса. А уж на глубине пары десятков метров от поверхности такого тела, а еще в замороженном состоянии может перенестись что угодно.

Какие точно идут процессы на Венере мы не знаем. Лично у меня нет ни одной капли сомнения, что там идут еще более масштабные колебания климата, чем на Земле или на Марсе. Просто исследований точных и непрерывного мониторинга по Венере почему то не ведется. Хотя нет ничего проще, запустить спутник и мерить температуру атмосферы. Ну или если спутник лень, можно лазер направить и мерить температуру. Уверен, там будут колебания с амплитудой в десятки градусов в связи с 11 летними циклами Солнцами и другими циклами и процессами. Плюс там нет демпфирующего фактора океана, плюс биосфера если и есть, то весьма слаборазвитая.

[Макроассемблер]

>Хотя длительность дня на Меркурии можно объяснить тяготением Солнца, но все таки.
И только им. Синхронизация вращения в резонансе типична для близко обращающихся небесных тел. Ну а Венера наверное еще не успела войти в резонанс.

Так Земля тоже испытала удар в своей ранней истории - почитайте современные теории происхождения Луны. Только это произошло до того, как на ней появилась известная нам жизнь, поэтому если это и простерилизовало планету, то жизнь на ней появилась во второй раз.

>Лично у меня нет ни одной капли сомнения, что там идут еще более масштабные колебания климата, чем на Земле или на Марсе
там нет ни биосферы, ни океанов, ни полярных шапок... что там может существенно влиять на климат?

>Плюс там нет демпфирующего фактора океана
Океан не может демпфировать долговременные колебания климата.

[идрис]

Влияние на климат оказывает в определяющей степени Солнце
А на Венере влияние Солнца есть.

Ага, масса Луны в 80 с лишним раз меньше массы Земли. Удар если и был, то не особо сильным. Да и при таких столкновениях важны параметры движений тел, что ударились и т.д. Земля со времен удара успела остыть до приемлимых температур, а Венера не успела. Ведь на Венере нет жидкой воды, значит и жизнь там пока не представима. А на Земле этой воды - сколько угодно.

[Макроассемблер]

Вы почитайте сначала
http://en.wikipedia.org/wiki/Giant_impact_theory

>А на Венере влияние Солнца есть.
Ну я думаю кто угодно согласится, что там есть 11-летний цикл. И что с этого?