¿Era el nivel del mar de la Tierra significativamente más bajo en la antigüedad?

¿Era el nivel del mar de la Tierra significativamente más bajo en la antigüedad?

Muchas veces, los artefactos antiguos o incluso civilizaciones antiguas enteras se encuentran enterrados muy profundamente en la superficie del suelo.

Se han encontrado civilizaciones enteras que tenían edificios altos a muchos metros bajo tierra.

¿Significa eso que el nivel del mar en la Tierra era mucho más bajo de lo que es ahora? Si esto es cierto, ¿estamos experimentando un nivel de gravedad más bajo?

¿Cómo puede la sedimentación de arena enterrar grandes edificios a tales profundidades?

Si la falta de habitación por parte de los humanos eventualmente resulta en el enterramiento de cosas, entonces ¿qué pasa con los lugares como Chernobyl, que no ha sido habitado durante mucho tiempo?

No soy un licenciado en física ni nada, solo un tipo curioso.

Cualquier ayuda es muy apreciada.


Los comienzos de la civilización humana en general coinciden con el comienzo de nuestro período interglacial actual, conocido como el Holoceno, aproximadamente en el año 10.000 a. C. Al comienzo, los niveles del mar en todo el mundo eran aproximadamente 60 m más bajos que en la actualidad (y eso estaba por debajo de más de 120 en el máximo glacial 10,000 años antes). Después de eso, aumentaron con bastante rapidez, hasta los niveles casi actuales en el año 6.000 a. C.

Sin embargo, muchas áreas de más de 40 grados de latitud fueron artificialmente Deprimido debido al peso de todo ese hielo en unos 190 m más bajo que los niveles de hoy (sí, pesó ese mucho). La tierra se mueve mucho más lento que el agua, por lo que estas áreas todavía se están desacelerando. creciente hoy dia. Entonces, en las latitudes más altas, generalmente se ve el efecto opuesto de áreas que antes estaban bajo el agua. Esto provocó una historia particularmente interesante para el Báltico, que pasó por varios períodos de ser un lago, luego un mar, luego un lago, luego un mar, a medida que aumentaban los niveles del agua y de la tierra.


No estoy seguro de la premisa de su declaración de apertura:

La mayoría de las veces, los artefactos antiguos o incluso civilizaciones antiguas enteras se encuentran enterrados muy profundamente en la superficie del suelo.

De hecho, la mayoría de los artefactos están bastante cerca de la superficie (menos de unos pocos metros), por eso muchos de ellos aparecen en campos arados o al cavar zanjas poco profundas.

Es cierto que las ruinas parecen ser más profundas en las principales ciudades (Londres y París), pero eso se debe a que los edificios antiguos simplemente se reconstruyeron. Incluso entonces, las murallas romanas de Londres todavía están a solo un par de metros por debajo de la superficie y son abiertamente visibles para el público desde las galerías de la planta baja en algunos edificios (el edificio de la Autoridad del Gran Londres, por ejemplo).

Hay algunas circunstancias extrañas, como que las pirámides y la esfinge estén enterradas bajo las arenas del desierto. Sin embargo, las arenas del desierto son muy móviles y se amontonarán contra cosas como las pirámides sin un cuidado continuo.

En cuanto al nivel del mar, la costa cambia constantemente. Hay puertos antiguos en la costa este inglesa que ahora están millas tierra adentro. También hubo una vez un puente terrestre, llamado Doggerland, que conectaba Gran Bretaña con Europa hace decenas de miles de años. Los niveles del mar en realidad aumentaron considerablemente después del final de la última gran edad de hielo, y los casquetes polares liberaron grandes volúmenes de agua.


Es más fácil dividir las respuestas a sus preguntas en partes:

Muchas veces, los artefactos antiguos o incluso civilizaciones antiguas enteras se encuentran enterrados muy profundamente en la superficie del suelo.

Esto puede suceder ocasionalmente, pero personalmente no puedo pensar en ningún caso en el que se encuentre evidencia de una civilización completa o cualquier artefacto humano significativo enterrado muy profundamente en el suelo (digamos, por debajo de los 5 m aproximadamente) donde no hayan sido enterrados deliberadamente. , o sujeto a un evento explicable como una inundación o un derrumbe.

Los artefactos de la historia humana se encuentran generalmente en la superficie o cerca de la superficie. Cuando se entierran artefactos humanos, generalmente es como resultado de otras actividades humanas como la agricultura, la construcción excesiva o el entierro deliberado. Algunos artefactos humanos pueden cubrirse mediante inundaciones que depositan sedimentos, erupciones volcánicas o desertificación (por ejemplo, dunas de arena cambiantes).

Los artefactos más antiguos, como los fósiles, a menudo se encuentran más profundos porque su edad significa que han estado sujetos a otros procesos geológicos que los mueven mucho más dentro de la estructura de la Tierra.

Se han encontrado civilizaciones enteras que tenían edificios altos a muchos metros bajo tierra.

Véase más arriba

¿Significa eso que el nivel del mar en la Tierra era mucho más bajo de lo que es ahora? Si esto es cierto, ¿estamos experimentando un nivel de gravedad más bajo?

El nivel del mar en la Tierra ha variado desde la última glaciación, pero el 'nivel del mar' es un contexto difícil cuando se experimenta durante millones de años, ya que en esas escalas de tiempo otros procesos geológicos como el movimiento tectónico (movimiento de placas continentales) levantamiento y erosión significa que el nivel del mar se convierte en una medida "relativa".

El nivel del mar no está relacionado con la gravedad. La gravedad en la Tierra siempre ha sido la misma (al menos, desde que los animales evolucionaron) porque la gravedad de la Tierra se relaciona con su masa (cuánto pesa).

El nivel del mar solo está relacionado con la cantidad de agua líquida en la tierra y cómo esa agua se acumula en la superficie de la Tierra desde el punto más bajo hacia arriba. El nivel del mar varía muy, muy ligeramente debido a los efectos de los diferentes niveles de gravedad en todo el mundo, pero estas diferencias relativas en la gravedad no son grandes y solo hacen una diferencia muy pequeña. La acción de la luna en la creación de mareas tiene un efecto mucho mayor.

¿Cómo puede la sedimentación de arena enterrar grandes edificios a tales profundidades?

La sedimentación de arena tiende a no hacer esto, los sedentarios generalmente son transportados por ríos y cualquier estructura grande bajo el agua generalmente es erosionada por el agua que trae sedimentos. En tierra, hay casos de dunas de arena, que son movidas por la acción del viento, enterrando estructuras a algunas profundidades. La ceniza volcánica también puede hacer esto, como en el caso de Pompeya en Italia.

Si la falta de habitación por parte de los humanos eventualmente da como resultado el enterramiento de cosas, entonces ¿qué pasa con los lugares como Chernobyl, que no ha sido habitado durante mucho tiempo?

La falta de habitación no está fuertemente relacionada con el enterramiento de estructuras y objetos, aunque el crecimiento de plantas alrededor de los edificios puede conducir a un aumento de la biomateria (material vegetal muerto) que se descompondrá en el suelo y puede acumularse alrededor de los edificios. Asimismo, la erosión de los propios edificios a través de la acción de la lluvia, el viento y el hielo puede hacer que se rompan y efectivamente 'se entierren', pero esto no sería de gran profundidad.

No soy un licenciado en física ni nada, solo un tipo curioso.

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El Mar Muerto en la Biblia: historia bíblica y significado del punto más bajo de la Tierra

¿Has estado alguna vez en el Mar Muerto? Si no es así, póngalo en su lista de deseos, vale la pena el viaje. El Mar Muerto, que se encuentra a 1.300 pies por debajo del nivel del mar, es el cuerpo de agua más bajo y rico en minerales del mundo. Su salinidad del 34,2% lo convierte en uno de los cuerpos de agua más salados del mundo. La profundidad del Mar Muerto es de 304 metros (997 pies), lo que lo convierte en el lago hipersalino más profundo del mundo. Un hito importante, demasiado salado para sustentar la vida marina, el Mar Muerto es famoso por las cualidades misteriosamente flotantes del agua que permiten a las personas flotar sobre la superficie del agua, sin necesidad de nadar. Las características especiales del Mar Muerto no terminan allí: las aguas del lago son de un color azul turquesa claro y están rodeadas de colinas de color marrón dorado aquí y allá, cristales de sal de color blanco brillante que sobresalen del agua. Se cree que el agua rica en minerales y el lodo del Mar Muerto tienen numerosos beneficios para el cuerpo, especialmente para las afecciones cutáneas, respiratorias y artríticas. Por esta razón, muchas personas visitan el Mar Muerto todos los años para recibir tratamientos especiales en los spas que lo rodean y se les unen turistas que visitan la zona por su belleza, singularidad y lujosos balnearios.


Historia del aumento del nivel del mar

Casi toda el agua de la Tierra se almacena en dos lugares: en los océanos (actualmente el 97 por ciento de toda el agua) y en los glaciares (actualmente alrededor del 2,7 por ciento). La cantidad de agua que hay en los océanos y, por lo tanto, la altura del nivel del mar, depende en gran medida de la cantidad de agua atrapada en el hielo glacial.

A lo largo de la historia de nuestro planeta, el nivel del mar ha subido y bajado drásticamente. A veces, hubo sin hielo en los polos y el océano estaba cientos de pies más alto que ahora en otras épocas, el hielo cubría el planeta y el nivel del mar estaba cientos de pies más bajo. Estos cambios son parte de los ciclos glaciares naturales de la Tierra y se han producido durante millones de años. Los científicos usan núcleos de sedimentos y hielo para aprender más sobre el nivel del mar antes de la llegada de los mareógrafos y los satélites.

Último período glacial

Este mapa muestra la Tierra durante la última edad de hielo, específicamente el Máximo Glacial Tardío (aproximadamente 14.000 a. C.) cuando el clima comenzó a calentarse sustancialmente. Con tanta agua del planeta atrapada en hielo, el nivel del mar global era más de 400 pies más bajo de lo que es hoy. El artista trabajó con climatólogos y glaciólogos para hacer que el mapa fuera lo más preciso posible. (© Martin Vargic)

El período glacial más reciente de la Tierra alcanzó su punto máximo hace unos 26.500 años. En ese momento, alrededor de 10 millones de millas cuadradas (26 millones de kilómetros cuadrados) de hielo cubrían la Tierra. La capa de hielo de Laurentide cubría Canadá y el Medio Oeste de Estados Unidos, extendiéndose sobre Minnesota y Wisconsin hacia el sur hasta Nueva York y las Montañas Rocosas. Al otro lado del Atlántico, el hielo cubrió Islandia y se extendió sobre las Islas Británicas y el norte de Europa, incluidas Alemania y Polonia. La capa de hielo patagónica se arrastró hacia el norte desde la Antártida para cubrir partes de Chile y Argentina. El clima era más frío y seco en todo el mundo, la lluvia era escasa, pero algunos focos de selva tropical sobrevivieron en los trópicos. Con tanta agua del planeta atrapada en hielo, global el nivel del mar era más de 400 pies más bajo de lo que es hoy.

El bajo nivel del mar significó que algunas masas de tierra que actualmente están sumergidas eran accesibles para las personas. Uno de los más conocidos es el Puente Terrestre de Bering, que conectaba Alaska con Siberia. Las primeras personas en llegar a las Américas emigró a través del puente de tierra y se estableció aquí. Los animales terrestres también hicieron el viaje por el puente en ambas direcciones para colonizar nuevos continentes. A medida que los glaciares y las capas de hielo del mundo se derritieron durante los siguientes milenios, el Puente Terrestre de Bering se inundó y desapareció bajo la superficie del océano, cortando la ruta de migración.

Nivel del mar en aumento

La cantidad de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera se ha medido en el Observatorio Mauna Loa en Hawai desde la década de 1950. Ha habido un aumento constante del dióxido de carbono desde que comenzaron las mediciones, y puede ver el aumento y la caída anualmente debido al crecimiento y la absorción de CO2 de las plantas cada primavera y verano. En 2015 el anual la tasa de crecimiento aumentó en 3,05 partes por millón, el mayor aumento de año a año en sus 56 años de mediciones. (Instituto de Oceanografía Scripps y NOAA)

Durante los últimos 20.000 años aproximadamente, el nivel del mar ha subido unos 120 metros (400 pies). A medida que el clima se calentó como parte de un ciclo natural, el hielo se derritió y los glaciares se retiraron hasta que las capas de hielo permanecieron solo en los polos y en los picos de las montañas. Al principio, el mar se elevó rápidamente, a veces a velocidades superiores a 10 pies (3 metros) por siglo, y luego siguió creciendo. en rachas de rápido aumento del nivel del mar hasta hace unos 7.000 años. Luego, el clima se estabilizó y el aumento del nivel del mar se desaceleró, manteniéndose en gran parte estable durante la mayor parte de los últimos 2.000 años, según los registros de corales y núcleos de sedimentos. Ahora, sin embargo, el nivel del mar está subiendo de nuevo, aumentando más rápido ahora que en los últimos 6.000 años. Los mareógrafos y los sedimentos costeros más antiguos conservados debajo de pantanos y marismas muestran que el nivel del mar comenzó a subir alrededor de 1850, que es justo cuando la gente comenzó a quemar carbón para impulsar los trenes de máquinas de vapor, y no se ha detenido desde entonces. El clima probablemente comenzó a calentarse como parte de un ciclo natural, pero el calentamiento acelerado en los últimos doscientos años más o menos se debe a un aumento en el dióxido de carbono atmosférico. El aumento resultante en el nivel del mar es probablemente el doble de lo que hubiéramos visto sin el aumento de los gases de efecto invernadero debido a actividades humanas.

Hoy en día, el nivel del mar global es de 5 a 8 pulgadas (13 a 20 cm) más alto en promedio que en 1900. Entre 1900 y 2000, el nivel del mar global subió entre 0,05 pulgadas (1,2 milímetros) y 0,07 pulgadas (1,7 milímetros) por año en promedio. En la década de 1990, esa tasa saltó a alrededor de 3,2 milímetros por año. En 2016, la tasa se estimó en 3,4 milímetros por año y se espera que aumente a finales de siglo. Los científicos del Proyecto Intergubernamental sobre Cambio Climático predicen que el nivel del mar global aumentará entre 0,3 y 1 metro para 2100. Con el tiempo, se espera que el nivel del mar aumente se elevan alrededor de 2,3 metros por cada grado (° C) que el cambio climático calienta el planeta, y la Tierra ya se ha calentado 1 ° C. Lo que los científicos no saben es cuánto tardará el nivel del mar en alcanzar el aumento de temperatura. El hecho de que sean necesarios otros 200 o 2000 años depende en gran medida de la rapidez con la que se derritan las capas de hielo. Incluso si el calentamiento global se detuviera hoy, el nivel del mar seguiría subiendo.


Cómo era el clima de la Tierra y # 039 la última vez que el CO2 superó las 400 ppm (como ahora)

Así fue el clima de la Tierra la última vez que los niveles globales de dióxido de carbono estuvieron consistentemente en o por encima de 400 partes por millón.

"¿Cómo fue el clima y el nivel del mar en momentos de la historia de la Tierra cuando el dióxido de carbono en la atmósfera era de 400 ppm?"

La última vez que los niveles globales de dióxido de carbono estuvieron consistentemente en o por encima de 400 partes por millón (ppm) fue hace unos cuatro millones de años durante un período geológico conocido como la Era del Plioceno (hace entre 5,3 millones y 2,6 millones de años). El mundo era aproximadamente 3 ℃ más cálido y los niveles del mar eran más altos que en la actualidad.

Sabemos cuánto dióxido de carbono contenía la atmósfera en el pasado mediante el estudio de núcleos de hielo de Groenlandia y la Antártida. A medida que la nieve compactada se convierte gradualmente en hielo, atrapa aire en burbujas que contienen muestras de la atmósfera en ese momento. Podemos tomar muestras de núcleos de hielo para reconstruir concentraciones pasadas de dióxido de carbono, pero este registro solo nos remonta a aproximadamente un millón de años.

Más allá de un millón de años, no tenemos ninguna medida directa de la composición de atmósferas antiguas, pero podemos usar varios métodos para estimar los niveles pasados ​​de dióxido de carbono. Un método utiliza la relación entre los poros de las plantas, conocidos como estomas, que regulan el intercambio de gases dentro y fuera de la planta. La densidad de estos estomas está relacionada con el dióxido de carbono atmosférico y las plantas fósiles son un buen indicador de las concentraciones en el pasado.

Otra técnica consiste en examinar los núcleos de sedimentos del fondo del océano. Los sedimentos se acumulan año tras año a medida que los cuerpos y conchas de plancton muerto y otros organismos llueven sobre el lecho marino. Podemos usar isótopos (átomos químicamente idénticos que difieren solo en peso atómico) de boro tomados de las capas del plancton muerto para reconstruir los cambios en la acidez del agua de mar. A partir de esto, podemos calcular el nivel de dióxido de carbono en el océano.

Los datos de sedimentos de cuatro millones de años sugieren que el dióxido de carbono estaba en 400 ppm en ese entonces.

Niveles del mar y cambios en la Antártida

Durante los períodos más fríos de la historia de la Tierra, los casquetes polares y los glaciares crecen y el nivel del mar desciende. En el pasado geológico reciente, durante la edad de hielo más reciente, hace unos 20.000 años, los niveles del mar eran al menos 120 metros más bajos que en la actualidad.

Los cambios en el nivel del mar se calculan a partir de cambios en los isótopos de oxígeno en las conchas de los organismos marinos. Para la Era Plioceno, la investigación muestra que el cambio del nivel del mar entre los períodos más fríos y cálidos fue de alrededor de 30-40 metros y el nivel del mar fue más alto que el actual. También durante el Plioceno, sabemos que la capa de hielo de la Antártida occidental era significativamente más pequeña y que las temperaturas medias globales eran aproximadamente 3 ℃ más cálidas que en la actualidad. Las temperaturas de verano en las altas latitudes del norte fueron hasta 14 ℃ más cálidas.

Esto puede parecer mucho, pero las observaciones modernas muestran una fuerte amplificación polar del calentamiento: un aumento de 1 ℃ en el ecuador puede elevar las temperaturas en los polos en 6-7 ℃. Es una de las razones por las que el hielo marino del Ártico está desapareciendo.

Impactos en Nueva Zelanda y Australasia

En la región de Australasia, no existía la Gran Barrera de Coral, pero puede haber arrecifes más pequeños a lo largo de la costa noreste de Australia. Para Nueva Zelanda, el derretimiento parcial de la capa de hielo de la Antártida occidental es probablemente el punto más crítico.

Una de las características clave del clima actual de Nueva Zelanda es que la Antártida está aislada de la circulación global durante el invierno debido al gran contraste de temperatura entre la Antártida y el Océano Austral. Cuando vuelve a circular en primavera, Nueva Zelanda recibe fuertes tormentas. Los inviernos más tormentosos y los veranos significativamente más cálidos fueron probablemente a mediados del Plioceno debido a un vórtice polar más débil y una Antártida más cálida.

Se necesitarán más de unos pocos años o décadas de concentraciones de dióxido de carbono a 400 ppm para provocar una reducción significativa de la capa de hielo de la Antártida occidental. Pero estudios recientes muestran que la Antártida Occidental ya se está derritiendo.

El aumento del nivel del mar debido a un derretimiento parcial de la Antártida occidental podría superar fácilmente un metro o más para el 2100. De hecho, si toda la Antártida occidental se derritiera, podría elevar el nivel del mar en unos 3,5 metros. Incluso aumentos más pequeños aumentan el riesgo de inundaciones en ciudades bajas como Auckland, Christchurch y Wellington.

James Shulmeister es profesor en la Universidad de Canterbury.

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.


Contenido

El Precámbrico incluye aproximadamente el 90% del tiempo geológico. Se extiende desde hace 4.600 millones de años hasta el comienzo del Período Cámbrico (alrededor de 541 Ma). Incluye tres eones, el Hadeano, el Arcaico y el Proterozoico.

Los principales eventos volcánicos que alteraron el medio ambiente de la Tierra y causaron extinciones pueden haber ocurrido 10 veces en los últimos 3 mil millones de años. [4]

Hadean Eon Editar

Durante el tiempo Hadeano (4.6-4 Ga), el Sistema Solar se estaba formando, probablemente dentro de una gran nube de gas y polvo alrededor del sol, llamado disco de acreción a partir del cual se formó la Tierra hace 4.500 millones de años. [5] El Hadean Eon no se reconoce formalmente, pero esencialmente marca la era antes de que tengamos un registro adecuado de rocas sólidas significativas. Los circones más antiguos datan de hace unos 4.400 millones de años. [6] [7] [8]

La Tierra se fundió inicialmente debido al vulcanismo extremo y las frecuentes colisiones con otros cuerpos. Finalmente, la capa exterior del planeta se enfrió para formar una corteza sólida cuando el agua comenzó a acumularse en la atmósfera. La Luna se formó poco después, posiblemente como resultado del impacto de un gran planetoide con la Tierra. [9] [10] Parte de la masa de este objeto se fusionó con la Tierra, alterando significativamente su composición interna, y una parte fue expulsada al espacio. Parte del material sobrevivió para formar una luna en órbita. Estudios isotópicos de potasio más recientes sugieren que la Luna se formó por un impacto gigante más pequeño, de alta energía y gran momento angular que escindió una porción significativa de la Tierra. [11] La desgasificación y la actividad volcánica produjeron la atmósfera primordial. El vapor de agua de condensación, aumentado por el hielo de los cometas, produjo los océanos. [12] Sin embargo, más recientemente, en agosto de 2020, los investigadores informaron que es posible que siempre haya estado en la Tierra suficiente agua para llenar los océanos desde el comienzo de la formación del planeta. [1] [2] [3]

Durante el Hadeano, ocurrió el Bombardeo Intenso Tardío (hace aproximadamente 4.100 a 3.800 millones de años) durante el cual se cree que se formó una gran cantidad de cráteres de impacto en la Luna y, por inferencia, también en la Tierra, Mercurio, Venus y Marte.

Archean Eon Modificar

La Tierra del Arcaico temprano (hace 4.000 a 2.500 millones de años) puede haber tenido un estilo tectónico diferente. Durante este tiempo, la corteza terrestre se enfrió lo suficiente como para que se formaran rocas y placas continentales. Algunos científicos piensan que debido a que la Tierra estaba más caliente, la actividad de la tectónica de placas fue más vigorosa de lo que es hoy, lo que resultó en una tasa mucho mayor de reciclaje de material de la corteza. Esto pudo haber evitado la cratonización y la formación de continentes hasta que el manto se enfrió y la convección se desaceleró. Otros argumentan que el manto litosférico subcontinental es demasiado flotante para subducir y que la falta de rocas arcaicas es una función de la erosión y los eventos tectónicos posteriores. Algunos geólogos ven el aumento repentino del contenido de aluminio en los circones como un indicador del comienzo de la tectónica de placas. [13]

En contraste con el Proterozoico, las rocas Arcaicas son a menudo sedimentos de aguas profundas muy metamorfizados, como grauvacas, lutitas, sedimentos volcánicos y formaciones de hierro en bandas. Los cinturones de piedra verde son formaciones arcaicas típicas, que consisten en rocas metamórficas alternas de alta y baja ley. Las rocas de alto grado se derivaron de arcos de islas volcánicas, mientras que las rocas metamórficas de bajo grado representan sedimentos de aguas profundas erosionados de las rocas de las islas vecinas y depositados en una cuenca de antearco. En resumen, los cinturones de piedra verde representan protocontinentes suturados. [14]

El campo magnético de la Tierra se estableció hace 3.500 millones de años. El flujo del viento solar era aproximadamente 100 veces el valor del Sol moderno, por lo que la presencia del campo magnético ayudó a evitar que la atmósfera del planeta se eliminara, que es lo que probablemente le sucedió a la atmósfera de Marte. Sin embargo, la intensidad del campo era menor que en la actualidad y la magnetosfera era aproximadamente la mitad del radio moderno. [15]

Eón proterozoico editar

El registro geológico del Proterozoico (hace 2.500 a 541 millones de años) es más completo que el del Arcaico anterior. En contraste con los depósitos de aguas profundas del Arcaico, el Proterozoico presenta muchos estratos que se establecieron en extensos mares epicontinentales poco profundos, además, muchas de estas rocas están menos metamorfoseadas que las de la era Arcaica, y muchas permanecen inalteradas. [16] El estudio de estas rocas muestra que el eón presentó una acreción continental rápida y masiva (exclusiva del Proterozoico), ciclos supercontinentes y una actividad orogénica totalmente moderna. [17] Hace aproximadamente 750 millones de años, [18] el supercontinente Rodinia más antiguo conocido, comenzó a romperse. Los continentes luego se recombinaron para formar Pannotia, 600–540 Ma. [7] [19]

Las primeras glaciaciones conocidas ocurrieron durante el Proterozoico, una comenzó poco después del comienzo del eón, mientras que hubo al menos cuatro durante el Neoproterozoico, culminando con la Tierra Bola de Nieve de la glaciación Varangian. [20]

los Fanerozoico Eón es el eón actual en la escala de tiempo geológica. Cubre aproximadamente 541 millones de años. Durante este período, los continentes se desplazaron, finalmente se reunieron en una sola masa de tierra conocida como Pangea y luego se dividieron en las masas de tierra continentales actuales.

El Fanerozoico se divide en tres eras: el Paleozoico, el Mesozoico y el Cenozoico.

La mayor parte de la evolución de la vida multicelular ocurrió durante este período de tiempo.

Era Paleozoica Editar

los Paleozoico abarcó desde hace aproximadamente 542 a 251 millones de años (Ma) [7] y se subdivide en seis períodos geológicos, del más antiguo al más joven, que son el Cámbrico, Ordovícico, Silúrico, Devónico, Carbonífero y Pérmico. Geológicamente, el Paleozoico comienza poco después de la ruptura de un supercontinente llamado Pannotia y al final de una era de hielo global. A lo largo del Paleozoico temprano, la masa terrestre de la Tierra se dividió en una cantidad sustancial de continentes relativamente pequeños. Hacia el final de la era, los continentes se reunieron en un supercontinente llamado Pangea, que incluía la mayor parte del área terrestre de la Tierra.

Período Cámbrico Editar

los cambriano es una división importante de la escala de tiempo geológica que comienza alrededor de 541.0 ± 1.0 Ma. [7] Se cree que los continentes cámbrico fueron el resultado de la ruptura de un supercontinente neoproterozoico llamado Pannotia. Las aguas del período Cámbrico parecen haber sido extensas y poco profundas. Las tasas de deriva continental pueden haber sido anormalmente altas. Laurentia, Baltica y Siberia siguieron siendo continentes independientes tras la ruptura del supercontinente de Pannotia. Gondwana comenzó a desplazarse hacia el Polo Sur. Panthalassa cubría la mayor parte del hemisferio sur, y los océanos menores incluían el océano Proto-Tetis, el océano Jápeto y el océano Khanty.

Período Ordovícico Editar

los Ordovícico El período comenzó en un evento de extinción importante llamado evento de extinción Cámbrico-Ordovícico en algún momento alrededor de 485,4 ± 1,9 Ma. [7] Durante el Ordovícico, los continentes del sur se agruparon en un solo continente llamado Gondwana. Gondwana inició el período en las latitudes ecuatoriales y, a medida que avanzaba, se desplazó hacia el Polo Sur. A principios del Ordovícico, los continentes Laurentia, Siberia y Báltica seguían siendo continentes independientes (desde la ruptura del supercontinente Pannotia antes), pero Báltica comenzó a moverse hacia Laurentia más tarde en el período, lo que provocó que el Océano Jápeto se encogiera entre ellos. Además, Avalonia se liberó de Gondwana y comenzó a dirigirse hacia el norte hacia Laurentia. El Océano Rheic se formó como resultado de esto. Al final del período, Gondwana se había acercado o acercado al polo y estaba en gran parte glaciar.

El Ordovícico llegó a su fin en una serie de eventos de extinción que, en conjunto, comprenden el segundo más grande de los cinco eventos de extinción más importantes en la historia de la Tierra en términos de porcentaje de géneros que se extinguieron. El único mayor fue el evento de extinción Pérmico-Triásico. Las extinciones ocurrieron hace aproximadamente 447 a 444 millones de años [7] y marcan el límite entre el Ordovícico y el siguiente Período Silúrico.

La teoría más comúnmente aceptada es que estos eventos fueron provocados por el inicio de una edad de hielo, en la etapa de la fauna hirnantiana que puso fin a las condiciones de invernadero largas y estables típicas del Ordovícico. La edad de hielo probablemente no fue tan duradera como se pensaba. El estudio de los isótopos de oxígeno en braquiópodos fósiles muestra que probablemente no duró más de 0,5 a 1,5 millones de años. [21] El evento fue precedido por una caída en el dióxido de carbono atmosférico (de 7000 ppm a 4400 ppm) que afectó selectivamente los mares poco profundos donde vivían la mayoría de los organismos. A medida que el supercontinente sur Gondwana se desplazaba sobre el Polo Sur, se formaron casquetes de hielo en él. Se han detectado pruebas de estos casquetes polares en los estratos rocosos del Alto Ordovícico del norte de África y el noreste de América del Sur adyacente en ese momento, que en ese momento eran ubicaciones del polo sur.

Período Silúrico Editar

los siluriano es una división importante de la escala de tiempo geológica que comenzó alrededor de 443,8 ± 1,5 Ma. [7] Durante el Silúrico, Gondwana continuó una lenta deriva hacia el sur hasta las latitudes altas del sur, pero hay evidencia de que los casquetes polares del Silúrico eran menos extensos que los de la glaciación tardía del Ordovícico. El derretimiento de los casquetes polares y los glaciares contribuyó a un aumento del nivel del mar, reconocible por el hecho de que los sedimentos silúricos se superponen a los sedimentos erosionados del Ordovícico, formando una discordancia. Otros cratones y fragmentos de continente se juntaron cerca del ecuador, iniciando la formación de un segundo supercontinente conocido como Euramerica. El vasto océano de Panthalassa cubría la mayor parte del hemisferio norte. Otros océanos menores incluyen Proto-Tethys, Paleo-Tethys, Rheic Ocean, una vía marítima del Océano Iapetus (ahora entre Avalonia y Laurentia) y el recién formado Océano Ural.

Período Devónico Editar

los devoniano abarcó aproximadamente desde 419 a 359 Ma. [7] El período fue una época de gran actividad tectónica, ya que Laurasia y Gondwana se acercaron. El continente Euramerica (o Laurussia) fue creado a principios del Devónico por la colisión de Laurentia y Baltica, que rotaron hacia la zona seca natural a lo largo del Trópico de Capricornio. En estos desiertos cercanos, se formaron los lechos sedimentarios de Old Red Sandstone, enrojecidos por el hierro oxidado (hematita) característico de las condiciones de sequía. Cerca del ecuador, Pangea comenzó a consolidarse a partir de las placas que contenían América del Norte y Europa, elevando aún más las montañas del norte de los Apalaches y formando las montañas de Caledonia en Gran Bretaña y Escandinavia. Los continentes del sur permanecieron unidos en el supercontinente de Gondwana. El resto de la Eurasia moderna se encuentra en el hemisferio norte. Los niveles del mar eran altos en todo el mundo y gran parte de la tierra estaba sumergida bajo mares poco profundos. El enorme y profundo Panthalassa (el "océano universal") cubría el resto del planeta. Otros océanos menores fueron Paleo-Tetis, Proto-Tetis, Océano Rheic y Océano Ural (que se cerró durante la colisión con Siberia y Báltica).

Periodo Carbonífero Editar

los Carbonífero se extiende desde aproximadamente 358,9 ± 0,4 hasta aproximadamente 298,9 ± 0,15 Ma. [7]

Una caída global en el nivel del mar al final del Devónico se invirtió a principios del Carbonífero, esto creó los mares epicontinentales generalizados y la deposición de carbonatos del Misisipio. También hubo una caída en las temperaturas del polo sur. El sur de Gondwana estuvo glaciar durante todo el período, aunque no se sabe si las capas de hielo eran un vestigio del Devónico o no. Estas condiciones aparentemente tuvieron poco efecto en los trópicos profundos, donde exuberantes pantanos de carbón florecieron a 30 grados de los glaciares más septentrionales. Una caída a mediados del Carbonífero en el nivel del mar precipitó una importante extinción marina, que afectó especialmente a los crinoideos y amonitas. Esta caída del nivel del mar y la discordancia asociada en América del Norte separan el período del Misisipio del período de Pensilvania. [22]

El Carbonífero fue una época de activa construcción de montañas, ya que el supercontinente Pangea se unió. Los continentes del sur permanecieron unidos en el supercontinente Gondwana, que colisionó con Norteamérica-Europa (Laurussia) a lo largo de la actual línea del este de Norteamérica. Esta colisión continental resultó en la orogenia herciniana en Europa, y la orogenia alegheniana en América del Norte también extendió los Apalaches recién levantados hacia el suroeste como las montañas Ouachita. [23] En el mismo período de tiempo, gran parte de la placa euroasiática oriental actual se solda a Europa a lo largo de la línea de los montes Urales. Había dos océanos principales en el Carbonífero, Panthalassa y Paleo-Tetis. Otros océanos menores se estaban reduciendo y finalmente cerraron el Océano Rheic (cerrado por la asamblea de América del Sur y del Norte), el pequeño y poco profundo Océano Ural (que fue cerrado por la colisión de los continentes Báltico y Siberia, creando los Montes Urales) y Proto. -Océano de Tethys.

Período Pérmico Editar

los Pérmico se extiende desde aproximadamente 298,9 ± 0,15 a 252,17 ± 0,06 Ma. [7]

Durante el Pérmico, todas las principales masas de tierra de la Tierra, excepto partes del este de Asia, se reunieron en un solo supercontinente conocido como Pangea. Pangea se extendía a horcajadas sobre el ecuador y se extendía hacia los polos, con un efecto correspondiente en las corrientes oceánicas en el gran océano único (Panthalassa, los mar universal) y el océano Paleo-Tetis, un gran océano que se encontraba entre Asia y Gondwana. El continente de Cimmeria se separó de Gondwana y se dirigió hacia el norte hasta Laurasia, lo que provocó que los Paleo-Tethys se encogieran. A new ocean was growing on its southern end, the Tethys Ocean, an ocean that would dominate much of the Mesozoic Era. Large continental landmasses create climates with extreme variations of heat and cold ("continental climate") and monsoon conditions with highly seasonal rainfall patterns. Deserts seem to have been widespread on Pangaea.

Mesozoic Era Edit

los Mesozoic extended roughly from 252 to 66 million years ago . [7]

After the vigorous convergent plate mountain-building of the late Paleozoic, Mesozoic tectonic deformation was comparatively mild. Nevertheless, the era featured the dramatic rifting of the supercontinent Pangaea. Pangaea gradually split into a northern continent, Laurasia, and a southern continent, Gondwana. This created the passive continental margin that characterizes most of the Atlantic coastline (such as along the U.S. East Coast) today.

Triassic Period Edit

los Triassic Period extends from about 252.17 ± 0.06 to 201.3 ± 0.2 Ma. [7] During the Triassic, almost all the Earth's land mass was concentrated into a single supercontinent centered more or less on the equator, called Pangaea ("all the land"). This took the form of a giant "Pac-Man" with an east-facing "mouth" constituting the Tethys sea, a vast gulf that opened farther westward in the mid-Triassic, at the expense of the shrinking Paleo-Tethys Ocean, an ocean that existed during the Paleozoic.

The remainder was the world-ocean known as Panthalassa ("all the sea"). All the deep-ocean sediments laid down during the Triassic have disappeared through subduction of oceanic plates thus, very little is known of the Triassic open ocean. The supercontinent Pangaea was rifting during the Triassic—especially late in the period—but had not yet separated. The first nonmarine sediments in the rift that marks the initial break-up of Pangea—which separated New Jersey from Morocco—are of Late Triassic age in the U.S., these thick sediments comprise the Newark Supergroup. [24] Because of the limited shoreline of one super-continental mass, Triassic marine deposits are globally relatively rare despite their prominence in Western Europe, where the Triassic was first studied. In North America, for example, marine deposits are limited to a few exposures in the west. Thus Triassic stratigraphy is mostly based on organisms living in lagoons and hypersaline environments, such as Estheria crustaceans and terrestrial vertebrates. [25]

Jurassic Period Edit

los Jurassic Period extends from about 201.3 ± 0.2 to 145.0 Ma. [7] During the early Jurassic, the supercontinent Pangaea broke up into the northern supercontinent Laurasia and the southern supercontinent Gondwana the Gulf of Mexico opened in the new rift between North America and what is now Mexico's Yucatan Peninsula. The Jurassic North Atlantic Ocean was relatively narrow, while the South Atlantic did not open until the following Cretaceous Period, when Gondwana itself rifted apart. [26] The Tethys Sea closed, and the Neotethys basin appeared. Climates were warm, with no evidence of glaciation. As in the Triassic, there was apparently no land near either pole, and no extensive ice caps existed. The Jurassic geological record is good in western Europe, where extensive marine sequences indicate a time when much of the continent was submerged under shallow tropical seas famous locales include the Jurassic Coast World Heritage Site and the renowned late Jurassic lagerstätten of Holzmaden and Solnhofen. [27] In contrast, the North American Jurassic record is the poorest of the Mesozoic, with few outcrops at the surface. [28] Though the epicontinental Sundance Sea left marine deposits in parts of the northern plains of the United States and Canada during the late Jurassic, most exposed sediments from this period are continental, such as the alluvial deposits of the Morrison Formation. The first of several massive batholiths were emplaced in the northern Cordillera beginning in the mid-Jurassic, marking the Nevadan orogeny. [29] Important Jurassic exposures are also found in Russia, India, South America, Japan, Australasia and the United Kingdom.

Cretaceous Period Edit

los Cretaceous Period extends from circa 145 million years ago to 66 million years ago . [7]

During the Cretaceous, the late Paleozoic-early Mesozoic supercontinent of Pangaea completed its breakup into present day continents, although their positions were substantially different at the time. As the Atlantic Ocean widened, the convergent-margin orogenies that had begun during the Jurassic continued in the North American Cordillera, as the Nevadan orogeny was followed by the Sevier and Laramide orogenies. Though Gondwana was still intact in the beginning of the Cretaceous, Gondwana itself broke up as South America, Antarctica and Australia rifted away from Africa (though India and Madagascar remained attached to each other) thus, the South Atlantic and Indian Oceans were newly formed. Such active rifting lifted great undersea mountain chains along the welts, raising eustatic sea levels worldwide.

To the north of Africa the Tethys Sea continued to narrow. Broad shallow seas advanced across central North America (the Western Interior Seaway) and Europe, then receded late in the period, leaving thick marine deposits sandwiched between coal beds. At the peak of the Cretaceous transgression, one-third of Earth's present land area was submerged. [30] The Cretaceous is justly famous for its chalk indeed, more chalk formed in the Cretaceous than in any other period in the Phanerozoic. [31] Mid-ocean ridge activity—or rather, the circulation of seawater through the enlarged ridges—enriched the oceans in calcium this made the oceans more saturated, as well as increased the bioavailability of the element for calcareous nanoplankton. [32] These widespread carbonates and other sedimentary deposits make the Cretaceous rock record especially fine. Famous formations from North America include the rich marine fossils of Kansas's Smoky Hill Chalk Member and the terrestrial fauna of the late Cretaceous Hell Creek Formation. Other important Cretaceous exposures occur in Europe and China. In the area that is now India, massive lava beds called the Deccan Traps were laid down in the very late Cretaceous and early Paleocene.

Cenozoic Era Edit

los Cenozoic Era covers the 66 million years since the Cretaceous–Paleogene extinction event up to and including the present day. By the end of the Mesozoic era, the continents had rifted into nearly their present form. Laurasia became North America and Eurasia, while Gondwana split into South America, Africa, Australia, Antarctica and the Indian subcontinent, which collided with the Asian plate. This impact gave rise to the Himalayas. The Tethys Sea, which had separated the northern continents from Africa and India, began to close up, forming the Mediterranean Sea.

Paleogene Period Edit

los Paleogene (alternatively Palaeogene) Period is a unit of geologic time that began 66 and ended 23.03 Ma [7] and comprises the first part of the Cenozoic Era. This period consists of the Paleocene, Eocene and Oligocene Epochs.

Paleocene Epoch Edit

los Paleocene, lasted from 66 million years ago to 56 million years ago . [7]

In many ways, the Paleocene continued processes that had begun during the late Cretaceous Period. During the Paleocene, the continents continued to drift toward their present positions. Supercontinent Laurasia had not yet separated into three continents. Europe and Greenland were still connected. North America and Asia were still intermittently joined by a land bridge, while Greenland and North America were beginning to separate. [33] The Laramide orogeny of the late Cretaceous continued to uplift the Rocky Mountains in the American west, which ended in the succeeding epoch. South and North America remained separated by equatorial seas (they joined during the Neogene) the components of the former southern supercontinent Gondwana continued to split apart, with Africa, South America, Antarctica and Australia pulling away from each other. Africa was heading north toward Europe, slowly closing the Tethys Ocean, and India began its migration to Asia that would lead to a tectonic collision and the formation of the Himalayas.

Eocene Epoch Edit

Durante el Eocene ( 56 million years ago - 33.9 million years ago ), [7] the continents continued to drift toward their present positions. At the beginning of the period, Australia and Antarctica remained connected, and warm equatorial currents mixed with colder Antarctic waters, distributing the heat around the world and keeping global temperatures high. But when Australia split from the southern continent around 45 Ma, the warm equatorial currents were deflected away from Antarctica, and an isolated cold water channel developed between the two continents. The Antarctic region cooled down, and the ocean surrounding Antarctica began to freeze, sending cold water and ice floes north, reinforcing the cooling. The present pattern of ice ages began about 40 million years ago . [ cita necesaria ]

The northern supercontinent of Laurasia began to break up, as Europe, Greenland and North America drifted apart. In western North America, mountain building started in the Eocene, and huge lakes formed in the high flat basins among uplifts. In Europe, the Tethys Sea finally vanished, while the uplift of the Alps isolated its final remnant, the Mediterranean, and created another shallow sea with island archipelagos to the north. Though the North Atlantic was opening, a land connection appears to have remained between North America and Europe since the faunas of the two regions are very similar. India continued its journey away from Africa and began its collision with Asia, creating the Himalayan orogeny.

Oligocene Epoch Edit

los Oligocene Epoch extends from about 34 million years ago to 23 million years ago . [7] During the Oligocene the continents continued to drift toward their present positions.

Antarctica continued to become more isolated and finally developed a permanent ice cap. Mountain building in western North America continued, and the Alps started to rise in Europe as the African plate continued to push north into the Eurasian plate, isolating the remnants of Tethys Sea. A brief marine incursion marks the early Oligocene in Europe. There appears to have been a land bridge in the early Oligocene between North America and Europe since the faunas of the two regions are very similar. During the Oligocene, South America was finally detached from Antarctica and drifted north toward North America. It also allowed the Antarctic Circumpolar Current to flow, rapidly cooling the continent.

Neogene Period Edit

los Neogene Period is a unit of geologic time starting 23.03 Ma. [7] and ends at 2.588 Ma. The Neogene Period follows the Paleogene Period. The Neogene consists of the Miocene and Pliocene and is followed by the Quaternary Period.

Miocene Epoch Edit

los Miocene extends from about 23.03 to 5.333 Ma. [7]

During the Miocene continents continued to drift toward their present positions. Of the modern geologic features, only the land bridge between South America and North America was absent, the subduction zone along the Pacific Ocean margin of South America caused the rise of the Andes and the southward extension of the Meso-American peninsula. India continued to collide with Asia. The Tethys Seaway continued to shrink and then disappeared as Africa collided with Eurasia in the Turkish-Arabian region between 19 and 12 Ma (ICS 2004). Subsequent uplift of mountains in the western Mediterranean region and a global fall in sea levels combined to cause a temporary drying up of the Mediterranean Sea resulting in the Messinian salinity crisis near the end of the Miocene.

Pliocene Epoch Edit

los Pliocene extends from 5.333 million years ago to 2.588 million years ago . [7] During the Pliocene continents continued to drift toward their present positions, moving from positions possibly as far as 250 kilometres (155 mi) from their present locations to positions only 70 km from their current locations.

South America became linked to North America through the Isthmus of Panama during the Pliocene, bringing a nearly complete end to South America's distinctive marsupial faunas. The formation of the Isthmus had major consequences on global temperatures, since warm equatorial ocean currents were cut off and an Atlantic cooling cycle began, with cold Arctic and Antarctic waters dropping temperatures in the now-isolated Atlantic Ocean. Africa's collision with Europe formed the Mediterranean Sea, cutting off the remnants of the Tethys Ocean. Sea level changes exposed the land-bridge between Alaska and Asia. Near the end of the Pliocene, about 2.58 million years ago (the start of the Quaternary Period), the current ice age began. The polar regions have since undergone repeated cycles of glaciation and thaw, repeating every 40,000–100,000 years.

Quaternary Period Edit

Pleistocene Epoch Edit

los Pleistocene extends from 2.588 million years ago to 11,700 years before present. [7] The modern continents were essentially at their present positions during the Pleistocene, the plates upon which they sit probably having moved no more than 100 kilometres (62 mi) relative to each other since the beginning of the period.

Holocene Epoch Edit

los Holocene Epoch began approximately 11,700 calendar years before present [7] and continues to the present. During the Holocene, continental motions have been less than a kilometer.

The last glacial period of the current ice age ended about 10,000 years ago. [34] Ice melt caused world sea levels to rise about 35 metres (115 ft) in the early part of the Holocene. In addition, many areas above about 40 degrees north latitude had been depressed by the weight of the Pleistocene glaciers and rose as much as 180 metres (591 ft) over the late Pleistocene and Holocene, and are still rising today. The sea level rise and temporary land depression allowed temporary marine incursions into areas that are now far from the sea. Holocene marine fossils are known from Vermont, Quebec, Ontario and Michigan. Other than higher latitude temporary marine incursions associated with glacial depression, Holocene fossils are found primarily in lakebed, floodplain and cave deposits. Holocene marine deposits along low-latitude coastlines are rare because the rise in sea levels during the period exceeds any likely upthrusting of non-glacial origin. Post-glacial rebound in Scandinavia resulted in the emergence of coastal areas around the Baltic Sea, including much of Finland. The region continues to rise, still causing weak earthquakes across Northern Europe. The equivalent event in North America was the rebound of Hudson Bay, as it shrank from its larger, immediate post-glacial Tyrrell Sea phase, to near its present boundaries.


Engaging Your Core

To find evidence of a human presence, researchers begin not by looking for evidence of people, but by reconstructing the environment these early explorers would have encountered.

“We’re not on a treasure hunt,” says Todd Braje, an archaeologist at the California Academy of Sciences who is working with Gusick, Erlandson and colleagues on a project in the Channel Islands off Southern California. “We are mapping and sampling paleolandscapes. . Once we’re able to predict landforms, the soil, the ecology, we’ll start to have success identifying potential archaeological sites.”

A paleocoastline research project often starts by developing a customizable digital map from existing seafloor maps. The new maps can highlight data specific to the project’s focus, such as identifying sediment buried below the seafloor that could indicate the course of a long-extinct river.

Researchers use these maps to zero in on areas of interest. They then use different imaging tools to show both the seafloor and what’s beneath it on an ever-finer scale. Depending on depth and conditions, the team might also deploy remote sensing equipment or divers to refine their understanding of the specific location.

Coring is often the next step, when researchers sample layers of ancient soils, or paleosols, that were subsequently buried by marine sediments as the sea levels rose.

Paleosols are typically full of pollen and microfossils of simple organisms, such as diatoms, a kind of algae that can indicate climate conditions. The paleosols may even preserve sedimentary DNA shed from ancient organisms. Identifying what flora and fauna were present at the site can help researchers reconstruct the environment and determine whether it might have been attractive to human hunter-gatherers on the move.


Was the Earth's sea-level significantly lower in ancient times? - Historia

Cobscook Bay State Park, Maine. Photo: W. Menke

Last month I gave a public lecture entitled, “When Maine was California,” to an audience in a small town in Maine. It drew parallels between California, today, and Maine, 400 million years ago, when similar geologic processes were occurring. Afterward, a member of the audience asked me what geology had to say about global warming. The following is an expanded version of my answer. Note that I use the word geology to mean any element of the earth sciences that is focused on earth history, and do not distinguish the many sub-disciplines about which a specialist would be familiar.

Geologists think of the last 50 million years as the recent past, both because they represents only about one percent of the age of the earth, and because plate tectonics, the geologic process that controls conditions within the solid part of the earth, has operated without major change during that time period. This is the time period that is most relevant to gaining insights about earth’s climate that can be applied to the present-day global warming debate.

The geological record of ancient climate is excellent. Ancient temperatures can be determined very precisely, because the composition of the shells of corals and other marine organisms varies measurably with it. Furthermore, the plants and animals that lived during a given time and are now preserved as fossils indicate whether the climate was wet or dry. The overall climatic trend has been cooling, from an unusually warm period, called the Eocene Optimum, 55-45 million years ago, to an unusually cool period, colloquially called the Ice Age, which ended just 20,000 years ago. The overall range in temperature was enormous, about 35°F. The earth was so warm during the Eocene Optimum that Antarctica was ice-free ice caps did not start to form there until about 35 million years ago. Palm trees grew at high latitudes and cold-blooded animals, such as crocodiles, lived in the Arctic.

Lesson 1. The earth’s climate (including its average temperature) is highly variable.

Notwithstanding very divergent conditions, life flourished both during the Eocene Optimum and the Ice Age, though in both cases life was more abundant in some parts of the world than in others. The fossil record indicates that forests were common during the Eocence Optimum, yet some areas were sparsely vegetated steppes and deserts. While the great glaciers of the Ice Age were lifeless, extremely large mammals such as Woolly Mammoth and Giant Ground Sloth inhabited lower latitudes. The changing climate produced both winners and losers. Some species adapted others went extinct.

Lesson 2. Life flourished during both warm and cold periods changes in climate produced both winners and losers.

Roque Bluffs State Park, Maine. Photo: W. Menke

An important issue is whether climate variability is due to processes occurring on the earth, or to changes in the intensity of sunlight – for it’s the sun that keeps our planet warm. The geological evidence, though subtle, strongly supports earthly, and not solar, causes. This evidence is drawn from the study of the many shorter period climate fluctuations, some which last millions of years and other just thousands, which are superimposed on the long-term cooling trend.

Climate during the Ice Age (the last 4 million years) has been particularly unstable, with many swings of more than 10°F. These fluctuations are recorded in the annual layers of snow preserved in glaciers and in marine sediments, whose properties track the temperature at which they were formed. The timing of these swings closely follows regular fluctuations in the tilt of the earth’s axis and the shape of its orbit around the sun. Called Milankovitch cycles, they are due to the gravitational influence of the moon and planets. Their magnitude can be reliably calculated, since they are due to fluctuations of the position and orientation of the earth relative to the sun, and not to any change in the sun’s brightness. Surprisingly, they are too small to account for the large swings in temperature, unless the earth’s climate system is acting to amplify them. Here’s the subtle part of the argument: This mismatch between the feeble amplitude of the Milankovitch cycles and the large swings in climate is strong evidence that internal processes can cause strong climate variability.

Lesson 3. Variations in climate are mainly due to processes occurring on the earth, as contrasted to in the sun.

Ice Age carbon dioxide levels are well known, because bubbles of Ice Age air are preserved within the Antarctic and Greenland glaciers. More ancient carbon dioxide levels are difficult to measure, since no samples of older air have been preserved. Several indirect methods are in use, one based on the effect of ocean carbon dioxide levels on the composition of marine sediments, and another on its effect on now-fossil plant leaves. These measurements show fairly convincingly that the long-term cooling trend over the last 50 million years is associated with a gradual decrease in carbon dioxide levels, from 2000-3000 parts per million during the Eocene Optimum to 200 p.p.m. during the Ice Age. The cause of this decrease is not fully understood, but seems to indicate that the total amount of carbon that can influence climate (carbon in the atmosphere, biosphere and ocean) is slowly decreasing, possibly because an increasing amount of carbon is being tied up in sedimentary rocks such as limestone.

Lesson 4. Atmospheric carbon dioxide levels are highly variable, with the highest levels being associated with warm periods and the lowest levels associated with cold periods.

The correlation of atmospheric temperature with carbon dioxide reflects the latter’s role as a greenhouse gas. By absorbing heat radiated from the earth’s surface and re-radiating it back downward, it causes the earth’s surface to be warmer than it otherwise would be. The earth would be uninhabitable without the greenhouse effect, as can be seen by comparing the earth’s average temperature of about 60°F to the minus 100°F average temperature of the moon, which receives exactly the same amount of sunlight. An important question is whether the high carbon dioxide level at the time of the Eocene Optimum was the cause of the high temperatures that occurred during that time period.

Ascribing causes to fluctuation in climate is a tricky business, because atmospheric carbon dioxide level is only one factor among several that determine earth’s climate. Other important factors include: the amount of water vapor (another greenhouse gas) in the atmosphere the percentage of the sky covered by clouds, which reflect sunlight back into space the percent of land covered with ice and snow, which are also very reflective and the percentage covered by oceans and and forests, which are very absorbing. All factors act together to maintain a given temperature yet they feed back upon one another in complicated ways. Thus, for instance, had the Antarctic been glaciated during the Eocene Optimum (and the geological evidence is that it was ice-free), the world would have been somewhat cooler due to the high reflectivity of the ice. On the other hand, glaciers were absent precisely because the world was so warm. Geologic evidence alone cannot prove that the high levels of atmospheric carbon dioxide during the Eocene Optimum caused the high temperatures then, since the contribution of other factors, such as clouds and water vapor are unknown. Nevertheless, global climate models seem to indicate that such a high temperature only can be maintained in a world with high carbon dioxide no other combination of factors can explain it.

Changing global temperatures induce changes in patterns of rainfall, winds and ocean currents, all of which can have a profound effect on the ecosystem of a given region. A large decrease in rainfall will, of course, turn rainforest into a desert. However, geology has few specifics to offer on the subject of how any particular region will be affected. The factors that cause climate change at a given geographical location are too varied to allow convincing geological analogues. However, geology shows that variability is the norm. Some of today’s deserts were forested a few million years ago, and some of today’s forests were formerly deserts. From the human perspective, climate change has the potential of causing some areas to become less agriculturally productive (and therefore less inhabitable), and other to become more so.

Lesson 5. Local climates are very variable, changing dramatically over periods of thousands to millions of years.

Wolfe Neck Woods State Park, Maine. Photo: W. Menke

Changing global temperature can cause a rise or fall in sea level due to the accumulation or melting of glacial ice. This effect is global in extent and one that can have an extremely deleterious effect on us human beings, since so many of us live near the coast. The geological evidence is very strong that sea level was higher by about 200 feet at times, such as during the Eocene Optimum, when Antarctica was ice-free, and was about 400 feet lower during the height of the Ice Age. The range is enormous the world’s coastlines are radically altered by such changes. The continental shelves were substantially exposed during the low stands, and many low-lying coastal areas were underwater during the high stands. Woolly Mammoths roamed hundreds of miles offshore of Virginia during the Ice Age. Beach sand deposits in inland North Carolina indicate that the shoreline was far inland during the Eocene Optimum.

Lesson 6. Sea level has fluctuated as the world’s glaciers grow or recede, and was about 200 feet higher at times when Antarctica was ice-free.

Carbon dioxide levels have risen since the end of the Ice Age, first to a natural level of about 280 p.p.m. just before the start of the Industrial Era, and then to 400 p.p.m. as people burned coal and petroleum in large quantities. Carbon dioxide is currently increasing at a rate of about 2.6 p.p.m. por año.

A critical question is the level of atmospheric carbon dioxide 35 million years ago, when glaciers began to form in Antarctica, for it serves as a rough estimate of the concentration needed to melt present-day Antarctica. It’s a rough estimate only, for geological conditions were not exactly the same now and then. In particular, strong ocean currents that today keep warmer waters away from Antarctica were not present 35 million years ago, owing to the somewhat different configuration of tectonic plates. Unfortunately, the best currently-available estimates of atmospheric carbon dioxide during this critical time period have large uncertainties. Carbon dioxide decreased from 600-1400 p.p.m. at the start of the glaciations to 400-700 p.p.m. several million years later. These measurements are consistent with modeling results, which give a threshold of about 780 p.p.m. for the formation of a continental-scale ice cap on Antarctica. This value will be reached by the year 2150 at the present growth rate of atmospheric carbon dioxide – or sooner if emission rates continue to soar – suggesting that Antarctica will be at risk of melting at that time.

Antarctic ice will not melt overnight even should the threshold be reached. The deglaciation at the end of the Ice Age provides a useful example. The rate of sea level rise was initially low, just one-tenth of an inch per year. It then gradually increased, peaking at about 3 inches per year about 14,000 years ago, which was about 5,000 years after the start of the deglaciation. This rate persisted for 1,600 years, during which time sea level rose a total of 60 feet. The average rate of sea level rise was slower, about a half-inch per year.

Lesson 7. Sea level rise as fast as a few inches per year can persist over thousands of years.

The most extreme scenario for future carbon dioxide levels considered by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) predicts about 0.4 inches per year of sea level rise over the next century. This rate is less than, but similar in magnitude, to the average rate during the Ice Age deglaciation, but considerably smaller than its peak. Because of its focus on the current century, a reader of the IPCC report might be left with the sense that sea level rise will be over by 2100. Precisely the opposite is true! Geology demonstrates that melting accelerates with time and can last for several thousand years.

The most important lessons drawn from geology are that the earth’s climate can change radically and that the pace of change can be rapid. Geology also supports the theory that past periods of especially warm temperature were caused by high atmospheric carbon dioxide level. Of the many effects of global warming, geology is currently most relevant to sea level rise caused by melting glaciers. The precision of the measurement is currently too poor to give an exact answer to a critical question, At what carbon dioxide level are we in danger of melting Antarctica? However, while crude, these estimates suggest that this threshold will be reached in 150-300 years, if carbon dioxide levels continue to rise at the current rate.

William Menke of the Lamont-Doherty Earth Observatory is a professor of earth and environmental sciences.


Earth's Heat Keeps America Afloat

Heat from the Earth’s deep interior helps keep much of North America afloat by warming the continental crust and making it buoyant, scientists say.

If not for this effect, many American coastal cities would lie beneath the sea.

“We have shown for the first time that temperature differences within the Earth’s crust and upper mantle explain about half of the elevation of any given place in North America,” said study team member David Chapman of the University of Utah. Rock composition differences can explain the other half, he added.

Using previously published data of how rock density varies with depth in North America’s crust, the researchers created a hypothetical continental crust with a uniform thickness and composition.

“Once we’ve done that, we can see the thermal effect,” Chapman explained. The researchers could then calculate how much heat flow contributes to elevation in each of the 36 tectonic provinces, or “mini-plates,” of North America.

The findings are detailed in two studies published in the Journal of Geophysical-Solid Earth, a publication of the American Geophysical Union.

Cities beneath the sea

The findings show that if North America had a uniform crust, many American cities would be underwater. New York City, for example, would be dunked 1,427 feet beneath the Atlantic. Boston would be 1,823 below sea level, and Los Angeles would be 3,756 beneath the Pacific.

Other cities would soar to new heights. Seattle, for instance, would reach an elevation of 5,949 feet, up from its current elevation of about 500 feet above sea level. The rock beneath America’s Emerald City is cooler than average for North America removing the temperature difference would cause the rock to expand and become more buoyant, so Seattle would rise.

Some regions would remain at the same elevation. “If you subtracted the heat that keeps North American elevations high, most of the continent would be below sea level, except the high Rocky Mountains, the Sierra Nevada and the Pacific Northwest of the Cascade Range,” says study team member Derrick Hasterok of the University of Utah.

No immediate threat

According to Chapman, scientists have largely overlooked differences in rock temperature as an explanation of elevations on continents. Instead, they usually attribute the buoyancy and elevation of various continental areas to variations in the thickness and mineral composition of crustal rocks.

As an example of how rock temperature affects elevation, the researchers point to the Colorado Plateau, which sits 6,000 feet above sea level, and the Great Plains, which is only 1,000 feet above sea level, despite having the same rock composition.

“We propose this is because, at the base of the crust, the Colorado Plateau is significantly warmer [1,200 degrees Fahrenheit] than the Great Plains [930 degrees Fahrenheit,” Hasterok said.

American cities are in no danger of being submerged any time soon, however, as it will take billions of years for North American rock to cool and become dense enough that it sinks, Chapman said.

If anything, coastal cities face flooding much sooner from sea level rise due to global warming, he added.

Here are other locations, their elevations and how they would sink if the crust had a uniform temperature:

--Atlanta, 1,000 feet above sea level, 1,416 feet below sea level. -- Dallas, 430 feet above sea level, 1,986 feet below sea level. -- Chicago, 586 feet above sea level, 2,229 feet below sea level. -- St. Louis, 465 feet above sea level, 1,499 feet below sea level. -- Las Vegas, 2,001 feet above sea level, 3,512 feet below sea level. -- Phoenix, 1,086 feet above sea level, 4,345 feet below sea level. -- Albuquerque, 5,312 feet above sea level, 48 feet above sea level. -- Mount Whitney, Calif., tallest point in the lower 48 states, 14,496 feet above sea level, 11,877 feet above sea level.


The Last Time CO2 Was This High, Humans Didn’t Exist

The last time there was this much carbon dioxide (CO2) in the Earth's atmosphere, modern humans didn't exist. Megatoothed sharks prowled the oceans, the world's seas were up to 100 feet higher than they are today, and the global average surface temperature was up to 11°F warmer than it is now.

As we near the record for the highest CO2 concentration in human history &mdash 400 parts per million &mdash climate scientists worry about where we were then, and where we're rapidly headed now.

According to data gathered at the Mauna Loa Observatory in Hawaii, the 400 ppm mark may briefly be exceeded this month, when CO2 typically hits a seasonal peak in the Northern Hemisphere, although it is more likely to take a couple more years until it stays above that threshold, according to Ralph Keeling, a researcher at the Scripps Institute of Oceanography.

CO2 levels are far higher now than they have been for anytime during the past 800,000 years.
Click image to enlarge. Credit: Scripps Institution of Oceanography.

Keeling is the son of Charles David Keeling, who began the CO2 observations at Mauna Loa in 1958 and for whom the iconic &ldquoKeeling Curve&rdquo is named.

Carbon dioxide is the most important long-lived global warming gas, and once it is emitted by burning fossil fuels such as coal and oil, a single CO2 molecule can remain in the atmosphere for hundreds of years. Global CO2 emissions reached a record high of 35.6 billion tonnes in 2012, up 2.6 percent from 2011. Carbon dioxide and other greenhouse gases warm the planet by absorbing the sun&rsquos energy and preventing heat from escaping back into space.

The news that CO2 is near 400 ppm for the first time highlights a question that scientists have been investigating using a variety of methods: when was the last time that CO2 levels were this high, and what was the climate like back then?

There is no single, agreed-upon answer to those questions as studies show a wide date range from between 800,000 to 15 million years ago. The most direct evidence comes from tiny bubbles of ancient air trapped in the vast ice sheets of Antarctica. By drilling for ice cores and analyzing the air bubbles, scientists have found that, at no point during at least the past 800,000 years have atmospheric CO2 levels been as high as they are now.

That means that in the entire history of human civilization, CO2 levels have never been this high.

The Keeling Curve, showing CO2 concentrations increasing to near 400 ppm in 2013.
Credit: NOAA.

Other research, though, shows that you have to go back much farther in time, well beyond 800,000 years ago, to find an instance where CO2 was sustained at 400 ppm or greater.

For a 2009 study, published in the journal Science, scientists analyzed shells in deep sea sediments to estimate past CO2 levels, and found that CO2 levels have not been as high as they are now for at least the past 10 to 15 million years, during the Miocene epoch.

&ldquoThis was a time when global temperatures were substantially warmer than today, and there was very little ice around anywhere on the planet. And so sea level was considerably higher &mdash around 100 feet higher &mdash than it is today,&rdquo said Pennsylvania State University climate scientist Michael Mann, in an email conversation. &ldquoIt is for this reason that some climate scientists, like James Hansen, have argued that even current-day CO2 levels are too high. There is the possibility that we&rsquove already breached the threshold of truly dangerous human influence on our climate and planet.”

Sea levels are increasing today in response to the warming climate, as ice sheets melt and seas expand due to rising temperatures. Scientists are projecting up to 3 feet or more of global sea level rise by 2100, which would put some coastal cities in peril.

While there have been past periods in Earth's history when temperatures were warmer than they are now, the rate of change that is currently taking place is faster than most of the climate shifts that have occurred in the past, and therefore it will likely be more difficult to adapt to.

A 2011 study in the journal Paleoceanography found that atmospheric CO2 levels may have been comparable to today&rsquos as recently as sometime between 2 and 4.6 million years ago, during the Pliocene epoch, which saw the arrival of Homo habilis , a possible ancestor of modern homo sapiens, and when herds of giant, elephant-like Mastadons roamed North America. Modern human civilization didn&rsquot arrive on the scene until the Holocene Epoch, which began 12,000 years ago.

Regardless of which estimate is correct, it is clear that CO2 levels are now higher than they have ever been in mankind&rsquos history. With global CO2 emissions continuing on an upward trajectory that is likely to put CO2 concentrations above 450 ppm or higher, it is extremely unlikely that the steadily rising shape of the Keeling Curve is going to change anytime soon.

“There's an esthetic to the curve that's beautiful science and troubling reality,&rdquo Keeling said. &ldquoI'd very much like to see the curve change from going steadily upward to flattening out.”


Referencias

Most of the references and quotations in the Chronology have been been taken from the Catastrophism by Richard Huggett. This work is a synoptic view of changing perspectives both of change in the inorganic and organic world. Dalrymple's Age of the Earth is a standard source for understanding how the age of the Earth is determined.

Russell, H.N., 1921. A superior limit to the age of the Earth's crust in Proceedings of the Royal Society of London , series A, vol. 99, pp. 84-86.

Dalrymple, G. Brent, 1991. The Age of the Earth . California: Stanford University Press, ISBN 0-8047-1569-6.

Richard Huggett, Catastrophism , 1997, Verso, ISBN 1-85984-129-5.

Hugh Miller, The Testimony of the Rocks , 1857, Gould and Lincoln: Boston

Patterson, C.C., 1953. "The isotopic composition of meteoritic, basaltic and oceanic leads, and the age of the Earth" in Proceedings of the Conference on Nuclear Processes in Geologic Settings , Williams Bay, Wisconsin, September 21-23, 1953. pp. 36-40.

Patterson, Clair C., 1997. Duck Soup and Lead in Engineering & Science (Caltech Alumni Magazine) volume LX, number 1, pp. 21-31.

Russell, H.N., 1921. A superior limit to the age of the Earth's crust in Proceedings of the Royal Society of London , series A, vol. 99, pp. 84-86.


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