Реферат: Доисторическая климатология - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Доисторическая климатология

Банк рефератов / География, экономическая география

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 114 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Доисторическая климатология В. Николаев, кандидат географических н аук Введение В 1961 году Всемирная метеорологическая организация совместно с Международным агентством по атомной энергии о бъявили о начале международной научной программы изучения изотопного состава атмосферных осадков. Предполагалось, что дождевая вода несет в себе уникальную информацию о процессах в атмосфере и сможет рассказать ученым о многом. Надежды быстро оправдались - уже через три года датский п рофессор Вилли Дансгор нашел взаимосвязь изотопного состава атмосферн ых осадков и таких параметров, как широта, долгота, высота над уровнем м оря, удаленность от побережья, температура приземного воздуха в месте вы падения осадков. Время шло, ученые продолжали исследования, и к сегодняшнему дню создан б анк данных, где собраны среднемесячные показатели изотопного состава а тмосферных осадков почти с 250 метеорологических станций мира, из которых на 150 программа выполнялась не менее трех лет, а на 30 станциях - в течение 30-40 л ет. На таких станциях-"долгожителях" продолжительность изотопных исслед ований уже сопоставима с изменениями климата (оказывается, за этот пери од он менялся довольно существенно: жаркие периоды уступали место холод ным, а засушливые - влажным). Продолжительные наблюдения дали возможност ь проследить взаимосвязь долговременных изменений изотопного состава атмосферных осадков с колебаниями температуры и влажности приземного воздуха. К сожалению, российские ученые активно подключились к международной пр ограмме изотопных исследований недавно, поэтому первая карта изотопно го состава атмосферных осадков для большей части территории России уви дела свет только в 1998 году. Какой климат был сто, тысячу, миллион лет назад? Сегодня на этот вопрос исс ледователи вполне могут дать однозначный ответ. С помощью изотопного ме тода стало возможным воссоздать климат прошлого, и весьма далекого, доис торического. В молекуле воды могут присутствовать разные изотопы: радиоактивные ( три тий - 3Н) и стабильные ( протий - 1Н, дейтерий - 2Н) у водорода и (16О, 17О, 18О) у кислород а. В принципе можно измерять соотношение любых изотопов разных химическ их элементов, но все же в качестве метки ученые выбрали относительное со держание стабильных изотопов кислорода. В природе их существует три. Сам ый распространенный - 16О (99,759%). Затем идет 18О (0,204%) и, наконец, 17О (0,037%). Понятно, что ма лая распространенность в природе изотопа 17О создает дополнительные тру дности при проведении измерений. Поэтому наиболее удобным оказалось со отношение концентраций изотопов кислорода 18О/16O. Как же по этому соотношению определить климатические условия? Подход к э той задаче несложен, и принцип заключается в следующем: различие между м ассами изотопов данного элемента определяет разную подвижность и отде льных атомов, и молекул, состоящих из различных изотопов. Оказывается, чт о более легкие молекулы обладают большей кинетической энергией, чем тя желые, и более подвижны. Поэтому, например, при испарении воды с открытой поверхности легкие молекулы улетучиваются в первую очередь, то есть пар обогащается изотопом 16О по сравнению с жидкой фазой. В целом при плавлени и и испарении лед оказывается обогащенным тяжелыми изотопами по сравне нию с водой, а вода обогащена ими по сравнению с паром. При этом соотношени е изотопов в различных состояниях воды зависит от температуры, при котор ой протекали процессы испарения / конденсации или плавления/ замерзани я. Поэтому изотопный состав атмосферных осадков и может служить индикат ором как сезонных, так и длительных колебаний температуры приповерхнос тного слоя атмосферы. Полярные ледники Изотопная (климатическая) метка атмос ферных осадков может храниться сотни тысяч лет во льду полярных леднико в и в вечной мерзлоте, почвенных карбонатах, фосфатах костей млекопитаю щих, древесных кольцах. По общему признанию, самые впечатляющие открытия последних лет в област и палеоклиматологии сделаны при бурении ледниковых щитов и исследован иях ледяного керна в центральных районах Гренландии и Антарктиды, где л едовая поверхность практически никогда не тает, а значит, и содержащаяся в ней информация о температуре приземного слоя атмосферы сохраняется н а века. Совместными усилиями российских, французских и американских уче ных удалось получить данные по изотопному составу ледяного керна из св ерхглубокой ледовой скважины (3350 м) на российской антарктической станци и "Восток". Это позволило в той или иной степени воссоздать климат нашей пл анеты, правда, "всего лишь" за последние 420 тысяч лет. Об этих результатах не однократ но писали многие газеты и журналы. Так, по данным профессора Казанского университета А. Соломатина, средня я температура в районе станции "Восток" за последние 420 тысяч лет колебала сь примерно от -54 до -77оС. Ученые выявили четыре климатических цикла "потепл ение-похолодание" с периодичностью около 100 тысяч лет. Конечно, среднегод овые температуры по всей планете изменялись в гораздо более узком диапа зоне, чем в Антарктиде, но закономерности колебаний климата были те же. Современная среднегодовая температура в районе сверхглубокой ледовой скважины составляет -55,5оС. Это означает, что наша планета сейчас находитс я в "теплом" климатическом периоде, причем, по оценкам ученых, потепление е ще будет продолжаться 1-2 тысячи лет, после чего климат снова станет сурове е. Подземные льды Если на полярных ледниках выпавший сн ег спрессовывается в лед без искажений первичного изотопного состава (" изотопной метки"), то в тундре - зоне вечной мерзлоты все обстоит иначе. Си льные метели, таяние и повторное замерзание, изотопный обмен с другими п ородами - все это приводит к тому, что изотопная картина "размывается". Тем не менее и по составу льдов вечной мерзлоты можно составить вполне четку ю картину древнего климата. Работы российских ученых показали, что средн ие значения температур приземного воздуха в холодное время года и относ ительное содержание изотопных разновидностей воды грунтовых льдов тес но взаимосвязаны. Поэтому изотопный состав льдов вечной мерзлоты тоже с успехом может быть использован для реконструкции палеоклимата, особен но зимнего. Так, исследования, проведенные автором статьи, показали, что 18-20 тысяч лет н азад средние температуры января на севере Якутии были на 25оС, а в централ ьной Якутии на 15-20оС ниже, чем в наше время. Почвенные карбонаты Атомы кислорода входят в состав не тол ько молекул воды, но и других химических веществ, содержащихся в различн ых породах, например солей углекислоты - карбонатов. Карбонаты в больших количествах присутствуют в почве. В принципе, как показал американский у ченый Церлинг, соотношение изотопов кислорода в почвенных карбонатах в значительной мере зависит от изотопного состава метеорных вод, а значи т, по изотопам карбонатов можно судить о климатических условиях тех врем ен, когда образовалась почва. Но такие работы носят пионерский характер, и конкретных результатов пока мало. Древесные кольца Общеизвестно, что современные и ископ аемые деревья представляют нам уникальную возможность исследования пр ошлого. Она связана, с одной стороны, с тем, что по количеству и толщине кол ец можно определить как климатические, так и геохимические условия окр ужающей среды. С другой стороны, по числу годичных колец прироста удаетс я с высокой степенью точности установить возраст древесины. Ширина же го дичных колец напрямую связана с влажностью почвы, а следовательно, с кол ичеством выпавших осадков и с температурой воздуха, а плотность древеси ны - со средней температурой предыдущего лета. Но, как выяснилось, относит ельное содержание изотопов кислорода в древесной целлюлозе также може т служить мерой влажности и температуры окружающей среды. Однако для каж дого конкретного региона требуется проводить специальные исследовани я, чтобы выявить эту зависимость. Таким образом ископаемая древесина - св оего рода палеотермометр и палеогигрометр одновременно. Только вот "кал ибровка" этого природного универсального прибора зависит от местополо жения района земного шара, где росло доисторическое дерево. Фосфаты костей млекопитающих Более 25 лет назад итальянский професс ор Антонио Лонжинелли предложил свой метод реконструкции климата прош лого: изучение изотопного состава кислорода в ископаемых костях млекоп итающих. Главное предположение, на котором был основан метод, заключалос ь в том, что изотопный состав кислорода в органах и тканях млекопитающих определяется в основном составом потребляемой ими воды. Но атомы кислор ода есть не только в молекулах воды, а и во всех других химических веществ ах, составляющих живой организм, в том числе и в фосфатах (химическая форм ула фосфат-аниона - PO43-). Поэтому должна быть и количественная взаимосвязь и зотопного состава кислорода фосфатов костей и зубов млекопитающих и ср еднего изотопного состава местных метеорных вод. Для проверки гипотезы Лонжинелли провел ряд экспериментов на крысах. Их поили водой, в разной степени обогащенной изотопом 18О. Анализ физиологич еских жидкостей животных показал, что изотопы в организме распределяют ся равномерно и поэтому между изотопным составом потребляемой воды и со ответствующим значением для физиологических жидкостей организма кры с существует прямая зависимость. Затем исследователь провел анализ ф изиологических жидкостей ланей, диких и домашних свиней, обитающих в ра зных районах земного шара. Оказалось, что в пределах одного региона отно сительное содержание изотопов кислорода в крови этих животных постоян но. Аналогичную закономерность ученые установили и для изотопного сост ава крови человека вне зависимости от пола и возраста: он зависел исключ ительно от места проживания люде й, то есть от содержания изотопов в поверхностных природных водах этой местности. Также Лонжинелли с сотрудниками проа нализировали изотопный состав костей и зубов групп людей, проживающих о т Сомали до юго-востока Гренландии. Для исследования брали кости как муж чин, так и женщин, причем ни специального отбора, ни отбраковки костей как ой-либо части скелета не производилось. Несмотря на очевидные различия в питании и питье и возможности перемещаться на большие расстояния, получ енные результаты показали существование количественной взаимосвязи с реднего изотопного состава фосфатов костей и местных природных вод. Пох ожая зависимость обнаружилась и у оленей, лесных мышей и некоторых други х животных. Интересно, что для домашних животных (свиней, коров, собак, кошек, лошадей) таких закономерностей выявлено не было, вероятно, из-за использования и скусственных кормов (рыбной и мясокостной муки, сухого молока, синтетиче ских протеинов и др.). Это выглядит странно, поскольку для человека зависи мости изотопного состава костей от питания нет. Данные израильских ученых Б. Луза и И. Колодного подтвердили вывод о незн ачительной роли питания в формировании изотопного состава кислорода ж идкостей тела млекопитающих, который, по их мнению, определяется исключи тельно вариациями изотопного состава вод. Но тем не менее новозеландск ий крупный рогатый скот, выращиваемый исключительно на естественных ко рмах, показывает тесную корреляцию значений относительного содержания изотопов жидкостей тела и фосфатов костей с изотопным составом атмосфе рных осадков, в то время как европейский (по крайней мере - французский и и тальянский), потребляющий искусственные корма, такой зависимости не дае т. Так что вопрос о влиянии питания на зависимость изотопного состава кр ови и костей животных от природных вод остается на сегодняшний день диск уссионным. Научные данные, полученные итальянскими учеными, позволили другим иссл едователям вывести математические зависимости, связывающие относител ьное содержание изотопов кислорода в фосфатах костей млекопитающих и а тмосферных осадков, для человека и различных видов современных животны х: дикой свиньи, благородного оленя, лани, лесных мышей, крупного рогатог о скота, овцы, для всех пяти существующих ныне видов лошадей, слона, козы, муфлона, косули. Из-за особенностей протекания процессов обмена вещест в (в том числе и температуры тела) у разных видов млекопитающих зависимос ти изотопного состава кислорода фосфатов и природных вод различаются. Н о, как выяснилось, у биологически близких видов отличия, как правило, неве лики. Это позволяет использовать установленные зависимости для реконс трукций климата прошлого по изотопному составу костей уже вымерших вид ов животных (например, использование "уравнения слонов" для ископаемых к остей мамонтов). Некоторые животные не подчиняются описанным выше закономерностям совс ем. Это те млекопитающие, которые не пьют воду или пьют ее очень мало. К так им видам животных относятся кролики, североамериканский белохвостый о лень, кенгуру. Они получают влагу из растительности, но, как уже говорило сь выше, изотопный состав кислорода листьев часто в большой степени зави сит от относительной влажности воздуха, а не от содержания изотопов в пр иродных водах. Итак, на сегодняшний день имеется возможность оценить величины относит ельного содержания изотопов кислорода в метеорных водах далекого прош лого по соответствующим значениям для фосфатов костей древних млекопи тающих, живших в ту древнюю эпоху. Конечно, эти значения будут средними, по скольку продолжительность жизни, а следовательно, и время формирования фосфата кальция в костях большинства млекопитающих составляет несколь ко лет. Но это не так уж плохо, так как при усреднении уменьшается вклад сл учайных отклонений изотопного состава потребляемой животными воды. Результаты исследований В настоящее время российские и италья нские специалисты изучают изотопный состав костей северных оленей. Кос ти собирали в финской и норвежской Лапландии, на Шпицбергене, на Новой З емле, в Западной Сибири, на Таймыре и ряде островов Северного Ледовитог о океана. Кроме того, ученые исследовали костные остатки крупных млекопитающих ( м амонтов, северного и благородного оленей, лошадей и некоторых других вид ов животных) из пяти регионов России: с мест стоянок древнего человека на Восточно-Европейской равнине и в Минусинской котловине (район города К расноярска), из районов палеонтологических находок на Таймыре, из центра льной Якутии, с Арктического побережья и островов Северного Ледовитого океана. Радиоуглеродным методом ученые установили возраст костей - он о казался в пределах от 14 до 25 тысяч лет для проб из Европейской части России , от 13 до 21 тысячи лет - для образцов из Южной Сибири и от 10 до 50 тысяч лет - для та ймырских и якутских останков. Используя известные зависимости, исследователи рассчитали, каков был с реднегодовой изотопный состав кислорода атмосферных осадков в те врем ена, когда жили эти животные. Параллельно проводились исследования изот опного состава якутской вечной мерзлоты - архива древних зимних атмосф ерных осадков. В целом изыскания российских и итальянских специалистов находятся еще на начальной стадии сбора палеонтологических материалов и аналитичес кой обработки данных, но тем не менее анализ первых результатов позволил сделать следующие важные выводы. В эпоху последнего оледенения похолодание сказалось главным образом н а зимних температурах: средняя зимняя температура была ниже современно й на 15-25 градусов, летом же было тепло почти так же, как и сейчас. Рост грандио зного европейского ледника, 17-20 тысяч лет назад достигавшего Валдайской в озвышенности, происходил преимущественно за счет влаги, приходившей с С еверной Атлантики, а не из тропиков, как в настоящее время. Близость источ ника влаги, а также западные ветры (с океана) позволили сформироваться ле дниковому щиту "всего" за несколько тысяч лет. Неожиданным оказался выво д, что 17-25 тысяч лет назад, когда в Северном полушарии ледники достигли свое го "апогея" и потихоньку начали подтаивать, на Русской равнине и в Южной С ибири климат оставался довольно стабильным. Дополнительные изотопные исследования углерода (соотношение 13С/12C) и азот а (15N/14N) костей древних животных позволили установить, что около 14 тысяч лет назад на Русской равнине и в Южной Сибири в рационе травоядных резко уве личилась доля сочных кормов. Это связано с началом интенсивного таяния м ноголетней мерзлоты и бурным ростом луговой растительности в котловин ах, образовавшихся при вытаивании подземных льдов. В холодные эпохи прош лого мамонты Якутии, жившие в наиболее суровых условиях, потребляли боль ше растительных белков по сравнению, например, с мамонтами, жившими на Ру сской равнине. Им приходилось питаться ветками и листьями кустарников и лишайниками, в то время как в других регионах мамонты имели возможность есть свое излюбленное лакомство - сочную траву. В ближайших планах российских и итальянских ученых - изучение изотопног о состава шерсти мамонтов. Исследователи надеются, что эти работы позвол ят реконструировать климатические условия, в которых жили гиганты ледн икового периода, а также дадут ответ на вопрос: "домоседы" ли были мамонты или совершали тысячекилометровые сезонные миграции?
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Как опознать гея в толпе мужиков в одинаковых футболках? У гея футболка глаженая.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по географии, экономической географии "Доисторическая климатология", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru