Passado no nível do mar

Geleiras e calotas de gelo

A cada ano, cerca de 8 mm (0,3 polegadas) de água de toda a superfície dos oceanos cai na Antártica e nas camadas de gelo da Groenlândia como queda de neve. Se nenhum gelo retornasse aos oceanos, o nível do mar cairia 8 mm (0,3 pol) todos os anos. Para uma primeira aproximação, a mesma quantidade de água parecia retornar ao oceano em icebergs e a partir de derretimento do gelo nas bordas. Os cientistas haviam estimado anteriormente, que é maior, o gelo entrando ou saindo, chamado de equilíbrio de massa, importante porque causa mudanças no nível global do mar. A gravimetria de alta precisão de satélites em voo de baixo ruído determinou que, em 2006, as camadas de gelo da Groenlândia e Antártica sofreram uma perda de massa combinada de 475 ± 158 gt/ano, equivalente a 1,3 ± 0,4 mm/ano no nível do mar. Notavelmente, a aceleração na perda de camadas de gelo de 1988 a 2006 foi de 21,9 ± 1 GT/Yr² para a Groenlândia e 14,5 ± 2 gt/yr² para a Antártica, para um total combinado de 36,3 ± 2 gt/yr². Essa aceleração é 3 vezes maior que para geleiras e calotas de gelo da montanha (12 ± 6 gt/yr²).

As prateleiras de gelo flutuam na superfície do mar e, se derreter, para primeiro pedir, não mudam de nível do mar. Da mesma forma, o derretimento da tampa de gelo polar do norte, que é composta por gelo flutuante, não contribuiria significativamente para o aumento do nível do mar. No entanto, como o pacote de gelo flutuante é menor em salinidade que a água do mar, seu derretimento causaria um aumento muito pequeno nos níveis do mar, tão pequeno que geralmente é negligenciado. [Citação necessária]

Scientists previously lacked knowledge of changes in terrestrial storage of water. Surveying of water retention by soil absorption and by artificial reservoirs ("impoundment") show that a total of about 10,800 cubic kilometres (2,591 cubic miles) of water (just under the size of Lake Huron) has been impounded on land to date. Such impoundment masked about 30 mm (1.2 in) of sea level rise in that time.Conversely estimates of excess global groundwater extraction during 1900–2008 totals ∼4,500 km3, equivalent to a sea-level rise of 12.6 mm (0.50 in) (>6% of the total). Furthermore, the rate of groundwater depletion has increased markedly since about 1950, with maximum rates occurring during the most recent period (2000–2008), when it averaged ∼145 km3/yr (equivalent to 0.40 mm/yr of sea-level rise, or 13% of the reported rate of 3.1 mm/yr during this recent period).If small glaciers and polar ice caps on the margins of Greenland and the Antarctic Peninsula melt, the projected rise in sea level will be around 0.5 m (1 ft 7.7 in). Melting of the Greenland ice sheet would produce 7.2 m (23.6 ft) of sea-level rise, and melting of the Antarctic ice sheet would produce 61.1 m (200.5 ft) of sea level rise. The collapse of the grounded interior reservoir of the West Antarctic Ice Sheet would raise sea level by 5 m (16.4 ft) - 6 m (19.7 ft).The snowline altitude is the altitude of the lowest elevation interval in which minimum annual snow cover exceeds 50%. This ranges from about 5,500 metres (18,045 feet) above sea-level at the equator down to sea level at about 70° N&S latitude, depending on regional temperature amelioration effects. Permafrost then appears at sea level and extends deeper below sea level polewards.As most of the Greenland and Antarctic ice sheets lie above the snowline and/or base of the permafrost zone, they cannot melt in a timeframe much less than several millennia[citation needed]; therefore it is likely that they will not, through melting, contribute significantly to sea level rise in the coming century.[dubious – discuss] They can, however, do so through acceleration in flow and enhanced iceberg calving.Climate changes during the 20th century are estimated from modelling studies to have led to contributions of between −0.2 and 0.0 mm/yr from Antarctica (the results of increasing precipitation) and 0.0 to 0.1 mm/yr from Greenland (from changes in both precipitation and runoff).[citation needed]Estimates suggest that Greenland and Antarctica have contributed 0.0 to 0.5 mm/yr over the 20th century as a result of long-term adjustment to the end of the last ice age.

O aumento atual do nível do mar observado nos medidores da maré, de cerca de 1,8 mm/ano, está dentro da faixa de estimativa a partir da combinação de fatores acima, mas a pesquisa ativa continua nesse campo. O termo de armazenamento terrestre, considerado altamente incerto, não é mais positivo e demonstrado ser bastante grande.

Influências geológicas

Às vezes, durante a longa história da Terra, a configuração dos continentes e do fundo do mar mudou devido à tectônica de placas. Isso afeta o nível global do mar, alterando as profundezas de várias bacias oceânicas e também alterando a distribuição das geleiras com as mudanças resultantes nos ciclos glaciais-interglaciais. Alterações nos ciclos glaciais-interglaciais são pelo menos parcialmente afetadas por alterações nas distribuições das geleiras em toda a Terra.

A profundidade das bacias oceânicas é uma função da era da litosfera oceânica (as placas tectônicas sob os pisos dos oceanos do mundo). À medida que as placas mais antigas envelhecem, elas ficam mais densas e afundam, permitindo que as placas mais recentes subam e ocupem seu lugar. Portanto, uma configuração com muitas pequenas placas oceânicas que reciclaram rapidamente a litosfera oceânica produziriam bacias mais rasas do oceano e (todas as outras coisas sendo iguais) mais altos do mar. Uma configuração com menos placas e mais litosfera oceânica fria e densa, por outro lado, resultaria em bacias oceânicas mais profundas e níveis mais baixos do mar.

Quando havia muita crosta continental perto dos postes, o registro de rock mostra o nível do mar extraordinariamente baixo durante a idade do gelo, porque havia muita massa de terra polar na qual a neve e o gelo podiam se acumular. Durante os períodos em que as massas terrestres se agrupavam ao redor do equador, as eras do gelo tiveram muito menos efeito no nível do mar.

Durante a maior parte do tempo geológico, o nível médio de longo prazo do mar foi maior que hoje (veja o gráfico acima). Somente no limite do Permiano-Triássico ~ 250 milhões de anos atrás era o nível médio de longo prazo do mar mais baixo do que hoje. Mudanças de longo prazo no nível médio do mar são o resultado de mudanças na crosta oceânica, com uma tendência de queda que se espera continuar a longo prazo.

Durante os ciclos glaciais-interglaciais nos últimos milhões de anos, o nível médio do mar variou um pouco mais de cem metros. Isso se deve principalmente ao crescimento e cárie das camadas de gelo (principalmente no hemisfério norte) com a água evaporada do mar.

O crescimento gradual da bacia do Mediterrâneo como a bacia de Neotethys, iniciada no Jurássico, não afetou repentinamente os níveis do oceano. Enquanto o Mediterrâneo estava se formando nos últimos 100 milhões de anos, o nível médio do oceano estava geralmente a 200 metros acima dos níveis atuais. No entanto, o maior exemplo conhecido de inundações marítimas foi quando o Atlântico violou o Estreito de Gibraltar no final da crise da salinidade messiniana cerca de 5,2 milhões de anos atrás. Isso restaurou os níveis do mar mediterrâneo no final repentino do período em que a bacia se secou, ​​aparentemente devido a forças geológicas na área do estreito.

Long-term causesRange of effectVertical effectChange in volume of ocean basinsPlate tectonics and seafloor spreading (plate divergence/convergence) and change in seafloor elevation (mid-ocean volcanism)Eustatic0.01 mm/yrMarine sedimentationEustatic< 0.01 mm/yrChange in mass of ocean waterMelting or accumulation of continental iceEustatic10 mm/yr• Climate changes during the 20th century•• AntarcticaEustatic0.39 to 0.79 mm/yr •• Greenland (from changes in both precipitation and runoff)Eustatic0.0 to 0.1 mm/yr• Long-term adjustment to the end of the last ice age•• Greenland and Antarctica contribution over 20th centuryEustatic0.0 to 0.5 mm/yrRelease of water from earth's interiorEustaticRelease or accumulation of continental hydrologic reservoirsEustaticUplift or subsidence of Earth's surface (Isostasy)Thermal-isostasy (temperature/density changes in earth's interior)Local effectGlacio-isostasy (loading or unloading of ice)Local effect10 mm/yrHydro-isostasy (loading or unloading of water)Local effectVolcano-isostasy (magmatic extrusions)Local effectSediment-isostasy (deposition and erosion of sediments)Local effect< 4 mm/yrTectonic uplift/subsidenceVertical and horizontal motions of crust (in response to fault motions)Local effect1–3 mm/yrSediment compactionSediment compression into denser matrix (particularly significant in and near river deltas)Local effectLoss of interstitial fluids (withdrawal of groundwater or oil)Local effect≤ 55 mm/yrEarthquake-induced vibrationLocal effectDeparture from geoidShifts in hydrosphere, aesthenosphere, core-mantle interfaceLocal effectShifts in earth's rotation, axis of spin and precession of equinoxEustaticExternal gravitational changesEustaticEvaporation and precipitation (if due to a long-term pattern)Local effect

Mudanças durante o tempo geológico

O nível do mar mudou ao longo do tempo geológico. Como o gráfico mostra, o nível do mar hoje está muito próximo do nível mais baixo já atingido (o nível mais baixo ocorreu no limite do Permiano-Triássico há cerca de 250 milhões de anos).

Durante a era do gelo mais recente (no máximo de cerca de 20.000 anos atrás), o nível do mar do mundo foi cerca de 130 m menor do que hoje, devido à grande quantidade de água do mar que evaporava e depositada como neve e gelo, principalmente no Laurentide Folha de gêlo. A maior parte disso derreteu cerca de 10.000 anos atrás.

Centenas de ciclos glaciais semelhantes ocorreram ao longo da história da Terra. Os geólogos que estudam as posições de depósitos costeiros de sedimentos ao longo do tempo observaram dezenas de mudanças semelhantes na bacia de linhas costeiras associadas a uma recuperação posterior. Isso resulta em ciclos sedimentares que, em alguns casos, podem ser correlacionados em todo o mundo com grande confiança. Este ramo relativamente novo da ciência geológica que liga o nível eustático do mar a depósitos sedimentares é chamada estratigrafia de sequência.

A cronologia mais atualizada da mudança no nível do mar através do fanerozóico mostra as seguintes tendências de longo prazo:

Gradually rising sea level through the CambrianRelatively stable sea level in the Ordovician, with a large drop associated with the end-Ordovician glaciationRelative stability at the lower level during the SilurianA gradual fall through the Devonian, continuing through the Mississippian to long-term low at the Mississippian/Pennsylvanian boundaryA gradual rise until the start of the Permian, followed by a gentle decrease lasting until the Mesozoic.Sea level rise since the last glacial maximum

Durante a deglaciação entre cerca de 19 a 8 ka, o nível do mar aumentou a taxas extremamente altas, pois o resultado da rápida derretimento do mar britânico-irlandês, Fennoscandiano, Laurentide, Barents-Kara, Pataggogon, folhas de gelo inutanas e partes da Antártica Gelo . No início da deglaciação há cerca de 19.000 anos, um breve evento glacio-eustático, no máximo 500 anos, pode ter contribuído com um nível de 10 m para o mar com uma taxa média de cerca de 20 mm/ano. Durante o restante do holoceno precoce, a taxa de aumento do nível do mar variou de uma baixa de cerca de 6,0 a 9,9 mm/ano a até 30 a 60 mm/ano durante breves períodos de aumento do nível do mar acelerado.

Evidências geológicas sólidas, baseadas em grande parte na análise de núcleos profundos de recifes de coral, existem apenas por 3 períodos principais de aumento acelerado no nível do mar, chamados pulsos de água derretida, durante a última deglaciação. Eles são pulsos de água derretida 1A entre cerca de 14.600 e 14.300 anos atrás; Pulso de água de fusão 1b entre 11.400 e 11.100 anos atrás; e Meltwater Pulse 1C entre 8.200 e 7.600 anos atrás. O pulso de água de derretimento 1A foi um aumento de 13,5 m em cerca de 290 anos centrado em 14.200 anos atrás e o pulso de água de derretimento 1B foi um aumento de 7,5 m ao longo de cerca de 160 anos centrado há 11.000 anos. Em forte contraste, o período entre 14.300 e 11.100 anos atrás, que inclui o intervalo mais jovem de Dryas, foi um intervalo de aumento reduzido do nível do mar em cerca de 6,0 a 9,9 mm/ano. O Meltwater Pulse 1C foi centrado em 8.000 anos atrás e produziu um aumento de 6,5 m em menos de 140 anos, de modo que os níveis do mar 5000 anos atrás eram cerca de 3m mais baixos que os dias atuais, como evidenciado em muitos locais pelas praias de fósseis. Tais taxas rápidas de aumento do nível do mar durante os eventos de água fascinante implicam claramente grandes eventos para perda de gelo relacionados ao colapso da camada de gelo. A fonte primária pode ter sido derretida na folha de gelo da Antártica. Outros estudos sugerem uma fonte de hemisfério norte para a água derretida na camada de gelo de Laurentide.

Recentemente, tornou -se amplamente aceito que o holoceno tardio, 3.000 calendários anos atrás até o presente, o nível do mar estava quase estável antes de uma aceleração da taxa de aumento que é datada entre 1850 e 1900 dC. As taxas tardias das taxas de aumento do nível do mar foram estimadas usando evidências de sítios arqueológicos e sedimentos tardios do pântano do holoceno, combinados com o medidor de maré e registros de satélite e modelagem geofísica. Por exemplo, esta pesquisa incluiu estudos de poços romanos em Cesareia e de Piscinae Roman na Itália. Esses métodos em combinação sugerem um componente eustático médio de 0,07 mm/ano nos últimos 2000 anos.

Desde 1880, o oceano começou a subir rapidamente, subindo um total de 210 mm (8,3 pol) até 2009, causando extensa erosão em todo o mundo e custando bilhões.

O nível do mar aumentou 6 cm durante o século XIX e 19 cm no século XX. As evidências para isso incluem observações geológicas, os registros instrumentais mais longos e a taxa observada do aumento do nível do nível do mar do século XX. Por exemplo, as observações geológicas indicam que, durante os últimos 2.000 anos, a mudança no nível do mar era pequena, com uma taxa média de apenas 0,0 a 0,2 mm por ano. Isso se compara a uma taxa média de 1,7 ± 0,5 mm por ano no século XX. Baart et al. (2012) mostram que é importante explicar o efeito do ciclo nodal lunar de 18,6 anos antes que a aceleração no aumento do nível do mar deve ser concluída. Com base nos dados do medidor de maré, a taxa de aumento médio global do nível do mar durante o século XX fica na faixa de 0,8 a 3,3 mm/ano, com uma taxa média de 1,8 mm/ano.