ธรณีแปรสัณฐาน

กระบวนการธรณีแปรสัณฐาน (tectonic activity) เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแบบระยะยาว ซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะทางธรณีแปรสัณฐานในแต่ละรูปแบบ

1) การเคลื่อนที่ชนกันของแผ่นเปลือกโลก ทำให้ภูมิประเทศยกตัวสูงขึ้นเป็นภูเขา ซึ่งหากภูเขาสูงเกินเส้นแบ่งหิมะ สภาพภูมิอากาศจะกลายเป็นแบบหนาวเย็นและปกคลุมไปด้วยหิมะ นอกจากนี้การยกตัวของภูเขายังทำให้ความชันของพื้นที่สูงขึ้น อัตราการผุพังสูงขึ้น ทำให้เกิดเศษหินเพิ่มมากขึ้น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดต่ำลง ส่งผลให้สภาพภูมิอากาศโดยรวมนั้นเย็นตัวลง เช่น การยกตัวของเทือกเขาหิมาลัยทำให้มหายุคซีโนโซอิกเย็นขึ้น

2) การแยกออกจากกันของแผ่นเปลือกโลก ทำให้มีชายฝั่งทั่วโลกมากยิ่งขึ้น ชุ่มชื้นมากขึ้น แต่ช่วงที่มีการรวมกันของแผ่นเปลือกโลก เช่น มหาทวีปแพนเจีย (แผ่นดินติดกัน) นั้นทำให้ภายในทวีปแห้งแล้ง

3) การเคลื่อนที่ของพื้นทวีป การเคลื่อนที่ของพื้นทวีปขึ้นไปใกล้ขั้วโลกทำให้พื้นทวีปเย็นตัวลง แต่หากเคลื่อนที่ลงมาใกล้เส้นศูนย์สูตรจะมีอุณภูมิสูงขึ้น จากหลักฐานตะกอนธารน้ำแข็ง บ่งชี้ว่าทวีปอัฟริกา ออสเตรเลีย อเมริกาใต้ และอินเดียเคยมีสภาพเป็นธารน้ำแข็งเมื่อประมาณ 200 ล้านปีที่ผ่านมา ทำให้เชื่อว่าทวีปต่างๆ ดังกล่าวในสมัยนั้นน่าจะอยู่บริเวณขั้วโลกใต้ แต่ต่อมาแยกออกจากกัน และเดินทางเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (รายละเอียดอยู่ในบทความเรื่อง 4 หลักฐานชวนเชื่อ “ทวีปเคลื่อนที่ได้” กับความชอกช้ำของเวเกเนอร์)

วัฏจักรมิลานโควิทช์

นักวิทยาศาสตร์พบว่าการแทรกสลับกันระหว่างยุคน้ำแข็งและยุคระหว่างน้ำแข็งนั้นไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฏีการแปรสัณฐาน แต่อธิบายได้ด้วยทฤษฎีทางดาราศาสตร์ที่เรียกว่า วัฏจักรมิลานโควิทช์ (Milakovitch cycle) ซึ่งอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศโลกที่มีการเปลี่ยนแปลงเป็นรอบ โดยมีสาเหตุมาจาก 3 ปัจจัย

1) วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ (eccentricity) มีการเปลี่ยนแปลงขนาดความรี (รีมาก-รีน้อย) เป็นวงรอบ 100,000 ปี โดยเมื่อโลกเข้าใกล้ดวงอาทิตย์อุณหภูมิจะเพิ่มสูงขึ้น และเมื่อโลกอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์อุณหภูมิจะลดต่ำลง

2) ระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์ (obliquity) แกนของโลกเอียงทำมุมระหว่าง 21.5-24.5 องศา กับระนาบของวงโคจรโลกรอบดวงอาทิตย์ กลับไปมาในคาบเวลา 41,000 ปี

ปัจจุบันแกนโลกเอียงไปจากเส้นตั้งฉากกับระนาบแห่งวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เท่ากับ 23.5°

3) การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งแกนโลก (precession) แกนหมุนของโลกส่าย (เป็นวงคล้ายลูกข่าง) รอบละ 26,000 ปี ทำให้แต่ละพื้นที่ของโลกได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ไม่เท่ากัน ในช่วงเวลาเดียวกันของแต่ละปี

ซึ่งมิลานโควิทช์ คำนวณการเปลี่ยนแปลงวิถีโคจรของโลกที่ทำให้เกิดการสลับอากาศอุ่น-หนาว และผลคำนวณตรงกับห้วงเวลาไพลซโตซีน ดังนั้น เขาจึงสรุปว่า การเปลี่ยนแปลงวิถีโคจรของโลกทำให้เกิดยุคน้ำแข็งไพลซโตซีน

การประทุของภูเขาไฟ

การประทุของภูเขาไฟทำให้เกิดฝุ่นละอองปกคลุมบรรยากาศในบริเวณกว้าง ส่งผลให้รังสีในบรรยากาศหรือแอลบีโดแปรปรวน และสะท้อนรังสีความยาวคลื่นต่ำที่มาจากดวงอาทิตย์กลับเข้ามาสู่โลก ทำให้อุณหภูมิในบรรยากาศลดต่ำลง เช่น การประทุของภูเขาไฟแทมโบร่าในปี ค.ศ. 1915 ทำให้ปีนั้นไม่มีฤดูร้อน

นอกจากนี้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตจากภูเขาไฟยังทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจกและโลกร้อนขึ้น ในขณะที่ก๊าซซัลเฟอร์ที่เกิดขึ้นสะท้อนรังสีความยาวคลื่นต่ำกลับเข้ามาในพื้นที่จึงทำให้อุณหภูมิของโลกลดต่ำลง ส่วนก๊าซคลอรีนที่ผลิตจากภูเขาไฟทำให้โอโซนในบรรยากาศลดลง เช่น การประทุของภูเขาไฟพินาตุโบ ในปี ค.ศ. 1991 ทำให้เกิดฝุ่นละอองและก๊าซซัลเฟอร์จำนวนมาก ทำให้บริเวณรอบภูเขาไฟนั้นเย็นลงในช่วงเวลาสั้นๆ

การตกกระทบของอุกาบาต

การตกกระทบของดาวเคราะห์น้อยทำให้เกิดเกิดฝุ่นปกคลุมบรรยากาศ เกิดไฟไหม้ ฝนกรด และสูญเสียโอโซนในบรรยากาศ ซึ่งทั้งหมดมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของโลก

ความแปรปรวนของรังสีจากดวงอาทิตย์และการแผ่รังสีรังสีคอสมิก

ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่าในช่วงปี ค.ศ. 1900-1990 ความเข้มข้นของแสงอาทิตย์นั้นแปรปรวนอยู่ตลอดเวลา ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงจำนวนจุดดับบนดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้แสงอาทิตย์และการแผ่รังสีคอสมิกนั้นลดหรือเพิ่มขึ้นไม่คงที่ ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิของโลกนั้นสูงขึ้นหรือลดลงสลับกันไป นอกจากนี้ความแปรปรวนของสนามแม่เหล็กโลกก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการหักเหของรังสีคอสมิกซึ่งส่งผลต่อการก่อตัวของนิวเคลียสในเมฆ และทำให้มีผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศ

ผลกระทบทางชีวภาพและกิจกรรมมนุษย์

ผลกระทบทางชีวภาพ เช่น การเพิ่มขึ้นของสารอินทรีย์บางชนิดทำให้คาร์บอนไดออกไซด์นั้นลดลง ซึ่งทำให้อุณหภูมิของโลกลดลง นอกจากนี้ การเติบโตของประชากรมนุษย์ที่เพิ่มมากขึ้นทำให้มีการใช้และทำลายทรัพยากรและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สูงขึ้นจนบางครั้งอาจสูงกว่าสาเหตุจากธรรมชาติ เช่น การทำเหมือง การเกษตรกรรม ทำให้เกิดการผุพังมากกว่ากระบวนการธรรมชาติ โรงงานอุตสาหกรรม ทำให้เกิดก๊าซเรือนกระจก ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิพื้นผิวโลกสูงขึ้น

. . .
บทความล่าสุด : www.mitrearth.org
เยี่ยมชม facebook : มิตรเอิร์ธ – mitrearth