Climate Changes: from the Cambrian to the Pleistocene, and from the  Late Holocene to the 21th  Century

Abstract

This study aims at summarising the some important processes that are required to explain the paleoclimate changes and making a detailed explanation and a comparable regional and temporal climatological synthesis of the Holocene epoch, corresponding to the last about 11,000 years of Earth’s 4.6 billion-year long geological and climatic history, in terms of the Science of History. In this respect, by starting from the variability types that occur associated with the internal processes and dynamics (internal variability), some important theoretical subjects were handled in accordance with the purpose of the study. In order to perform this, we focused on the process characterised with relatively high frequency variations, on which we have the greatest information. Consequently, for instance, the issues related with internal variability of the deep ocean circulation and the continental ice sheets (inlandsis), and human-induced climate change occurred after the industrial revolution were not discussed.

Key Words: Climate change; Milankovitch cycles; Orbital forcing; Pleistocene Epoch; Holocene Climatic Optimum, ‘Medieval Warm Period’ (Anomaly); ‘Little Ice Age’.

Keywords

• -

İKLİM DEĞİŞİKLİKLERİ: KAMBRİYEN’DEN PLEYİSTOSENE, GEÇ HOLOSEN’DEN 21. YÜZYIL’A

Abstract

Bu çalışma, eski (paleo) iklim değişikliklerinin açıklanmasında gerekli olan bazı önemli süreçleri özetlemeyi ve Yerküre’nin 4.6 milyar yıl uzunluğundaki jeolojik ve iklim tarihinin günümüze göre yaklaşık son 11,000 yılına karşılık gelen Holosen devresinin ve onun son 1,300 yıllık (Geç Holosen) bölümünün ise ayrıntılı bir açıklamasını ve Tarih Bilimi açısından bölgesel ve zamansal karşılaştırmalı bir klimatolojik bireşimini yapmayı amaçlar. Bu kapsamda, iklim sisteminin içsel süreç ve dinamikleriyle bağlantılı olarak oluşan değişkenliklerden (içsel değişkenlik) başlayarak, bazı önemli kuramsal konular çalışmanın amacına uygun olarak ele alındı. Bunu yaparken de, üzerinde en fazla bilgiye sahip olduğumuz görece yüksek frekanslı değişimlerle nitelenen süreçlere odaklanıldı. Bu yüzden, örneğin derin okyanus dolaşımı ve kıtasal örtü buzullarının içsel değişkenliğini ve sanayi devrimi sonrasında ortaya çıkan insan kaynaklı iklim değişikliği konuları tartışılmadı.

Anahtar Sözcükler: İklim değişikliği; Milankovitch döngüleri; Yörüngesel zorlama; Pleyistosen Devresi; Holosen Optimumu; ‘Ortaçağ Sıcak Dönemi’ (Anomalisi); ‘Küçük Buzul Çağı’

 

Keywords

• İklim değişikliği; Milankovitch döngüleri; Yörüngesel zorlama; Pleyistosen

References

1. Akçar, N., Schlüchter, C. 2005. ‘Paleoglaciations in Anatolia: a schematic review and first results’. Eiszeitalter und Gegenwart 55, 102–121.
2. Bayrakdar, C. ve Özdemir, H. 2010. ‘Kaçkar Dağı'nda bakı faktörünün glasiyal ve periglasiyal topografya gelişimi üzerindeki etkisi’. Türk Coğrafya Dergisi 54, 1-13.
3. Berger, A.L. 1978. ‘Long-term variations of daily insolation and Quaternary climatic changes’. Journal of Atmospheric Sciences 35, 2363-2367.
4. Bradley, R. S., Hughes, M.K., Diaz, H. F. 2003. ‘Climate in Medieval Time’. Science 302, 404-405.
5. Cohen, K.M., Gibbard, P.L. 2010. Global chronostratigraphical correlation table for the last 2.7 million years, v. 2010. In: www.quaternary.stratigraphy.org.uk/charts (last accessed July 2013).
6. Cohen, K.M., Finney, S., Gibbard, P.L. 2013. International Chronostratigraphic Chart: International Commission on Stratigraphy, In: www.stratigraphy.org/ICSchart/ ChronostratChart2013-01.pdf (last accessed July 2013). (Chart reproduced for the 34th International Geological Congress, Brisbane, Australia, 5–10 August 2012.)
7. Cuffey, K.M., Clow, G.D. 1997. ‘Temperature, accumulation, and ice sheet elevation in central Greenland through the last deglacial transition’. Journal of Geophysical Researches 102, 26383–26396.
8. Çiner, A. 2004. ‘Turkish glaciers and glacial deposits.’ In: Quaternary Glaciations: Extent and Chronology, Part. I: Europe, (Ehlers, J. and Gibbard, P.L. (Eds). Elsevier Publishers: Amsterdam, pp.419-429.

9. Doğu, A. F., Somuncu, M., Çiçek, I., Tunçel, H., Gürgen, G. 1993. ‘Kaçkar dağında buzul şekilleri, yaylalar ve turizm’. Türkiye Coğrafyası Araştırma ve Uygulama Merkezi Dergisi 2, 157-184.
10. Erinç, S. 1952. ‘Glacial evidences of the climatic variations in Turkey’. Geografiska Annaler 34, 89-98.
11. Erinç, S. 1953. ‘Van’dan Cilo Dağlarına’. İstanbul Üniversitesi Coğrafya Enstitüsü Dergisi 2, 84-106.
12. Erinç, S. 1978. ‘Changes in the physical environment in Turkey since the end of the Last Glacial.’ In: The Environmental History of the Near and Middle East since the Last Ice Age, (W.C. Brice (Ed.). Academic Press: London, pp.87-110.
13. Erlat, E. 2010. İklim Sistemi ve İklim Değişmeleri. Genişletilmiş 2. Baskı, Ege Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Yayınları No. 155: İzmir.
14. Erlat, E., Türkeş, M. 2013. ‘Tropikal kuşakta gerçekleşen volkanik püskürmelerin hava sıcaklıklarına etkisi.’ İçinde: Profesör Doktor İlhan Kayan’a Armağan Kitabı (Ed. E. Öner), sf. 423-431. Ege Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Yayın No. 181: Bornova, İzmir.
15. Erol, O. 1981. Quaternary pluvial and interpluvial conditions in Anatolia and environmental changes especially in south-central Anatolia since the last glaciation. In: Beitraege zur Umweltgeschichte des vorderen Orients, (W. Frey anad H.P. Uerpmann (Eds.) Beihefte zum Tuebinger Atlas des Vorderen Orients. Reihe A, Naturwissenschaften 8, 101-109.
16. Esper, J., Frank, D., Büntgen, U., Verstege, A., Luterbacher, J., Xoplaki, E. 2007. ‘Longterm drought severity variations in Morocco’. Geophysical Research Letters 34, L17702. doi:10.1029/2007GL030844, 1-5.
17. Folland, C.K. et al. 2001. Observed climate variability and change. In: Chapter 2 of Climate Change 2001, the Scientific Basis, Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the IPCC, [Houghton, J. T. et al. (Eds)]. Cambridge University Press: Cambridge and New York.
18. Gibbard, P.L., Head, M.J., Walker, J.C., and the Subcommission on Quaternary Stratigraphy. 2010. ‘Formal ratification of the Quaternary System/Period and the Pleistocene Series/Epoch with a base at 2.58 Ma.’ Journal of Quaternary Science, 25, 96-102.
19. Goosse, H., P.Y. Barriat, W. Lefebvre, M.F. Loutre, V. Zunz. 2010. Introduction to Climate Dynamics and Climate Modelling - Chapter 5. Brief history of climate: causes and mechanisms. http://www.climate.be/textbook.
20. Gradstein, F.M, Ogg, J.G., Schmitz, M.D. (Eds.) 2012. The Geologic Time Scale 2012. Elsevier: Boston, DOI: 10.1016/B978-0-444-59425-9.00004-4.
21. İzbırak, R. 1951. Cilo Dağı ve Hakkâri ile Van Gölü Çevresinde Coğrafya Araştırmaları. Ankara Üniversitesi Dil ve Tarih Coğrafya Fakültesi Yayını 67 (4), 149 sayfa: Ankara.
22. Jansen, E. et al. 2007. Palaeoclimate. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Reportof the IPCC [Solomon, et al., (eds.)]. Cambridge University Press: Cambridge and New York, NY.
23. Jones, P.D., Mann, M.E. 2004. ‘Climate over past millennia’. Reviews of Geophysic. 42 (2), RG2002.
24. Jones, M.D., Roberts, C.N., Leng, M.J., Türkeş, M. 2006. ‘A high-resolution late Holocene lake isotope record from Turkey and links to North Atlantic and monsoon climate’ Geology 34, 361-364.
25. Jones, M.D., Türkeş, M., Roberts, C.N., Leng, M.J. 2008. ‘Nar Gölü Geç Holosen İzotop Kaydındaki Değişimler ile Kuzey Atlantik ve Muson İklimleriyle Bağlantıları’ Ulusal Jeomorfoloji Sempozyumu 2008 Bildiriler Kitabı içinde. sf. 418-429. ÇOMÜ Coğrafya Bölümü, 20-23 Ekim 2008, Çanakkale.
26. Kurter, A. 1991. Glaciers of Middle East and Africa – Glaciers of Turkey. In: Satellite Image Atlas of the World, (R.S. Williams and J.G. Ferrigno (Eds.), pp.1–30. USGS Professional Paper 1386-G-1.
27. Le Treut, H., R. Somerville, U. Cubasch, Y. Ding, C. Mauritzen, A. Mokssit, T. Peterson, M. Prather. 2007. Historical Overview of Climate Change. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the IPCC (Solomon et al., (Eds.). Cambridge University Press: Cambridge and New York, NY.
28. Lisiecki, L.E., Raymo, M.E. 2005. ‘A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records’. Paleoceanography 20, PA1003.
29. Luterbacher, J. et al. 2012. The Climate of the Mediterranean Region. Elsevier Inc. DOI: 10.1016/B978-0-12- 416042-2.00002-1.
30. Mangerud, J. et al. 2004. ‘Ice-dammed lakes and rerouting of the drainage of northern Eurasia during the Last Glaciation’. Quaternary Science Reviews 23, 1313–1332.
31. Mann, M. E. 2002a. Little Ice Age. In: Encyclopedia of Global Environmental Change, Volume 1, The Earth system: physical and chemical dimensions of global environmental change (Eds., M. C. MacCracken and J. S. Perry), pp.504–509, John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.
32. Mann, M. E. 2002b. Medieval Climatic Optimum. In: Encyclopedia of Global Environmental Change, Volume 1, The Earth system: physical and chemical dimensions of global environmental change (Eds., M. C. MacCracken and J. S. Perry), pp.514–516, John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.
33. Petit, J.R. et al. 1999. ‘Climate and Atmospheric History of the Past 420,000 years from the Vostok Ice Core, Antarctica’. Nature 399, 429-436.
34. Roberts, N., Moreno, A., Valero-Garcés, B. L., Corella, J. P., Jones, M., Allcock, S., Woodbridge, J., Morellón, M., Luterbacher, J., Xoplaki, E., Türkeş, M. 2012. ‘Palaeolimnological evidence for an east-west climate see-saw in the Mediterranean since AD 900’. Global and Planetary Change, Special Issue, Perspectives on Climate in the Medieval Climate Anomaly 84-85, 23–34.
35. Royer, D.L. et al. 2004. ‘CO2 as a primary driver of Phanerozoic climate’. GSA Today July 2004, 14 (3), 4-10.
36. Sarıkaya, M.A., Çiner, A., Zreda, M. 2011. Quaternary Glaciations of Turkey. In: Quaternary Glaciations-extent and chronology; a closer look, (J. Ehlers, P.L. Gibbard and P.D. Hughes (Eds.). Elsevier Pub., Developments in Quaternary Science, Vol. 15: Amsterdam, pp. 393-403.
37. Schilman, B., Bar-Matthews, M., Almogi-Labin, A., Luz, B. 2001. ‘Global climate instability reflected by Eastern Mediterranean marine records during the Late Holocene’. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 176, 157–176.
38. Turoğlu, H. 2011. Buzullar ve Buzul Jeomorfolojisi. Çantay Kitabevi: İstanbul, ISBN 978–975–9060–82–4.
39. Türkeş, M. 2000. ‘El Niño-Güneyli Salınım ekstremleri ve Türkiye’deki yağış anomalileri ile ilişkileri’. Çevre, Bilim ve Teknoloji 1, 1-13.
40. Türkeş, M. 2008a. ‘Küresel iklim değişikliği nedir? Temel kavramlar, nedenleri, gözlenen ve öngörülen değişiklikler’. İklim Değişikliği ve Çevre 1, 45-64.
41. Türkeş, M. 2008b. ‘İklim değişikliği ve küresel ısınma olgusu: Bilimsel değerlendirme’. İçinde: E. Karakaya (ed.), Küresel Isınma ve Kyoto Protokolü: İklim Değişikliğinin Bilimsel, Ekonomik ve Politik Analizi, 21-57, Bağlam Yayınları No. 308: İstanbul.
42. Türkeş, M. 2010. Klimatoloji ve Meteoroloji. Birinci Baskı, Kriter Yayınevi - Yayın No. 63, Fiziki Coğrafya Serisi No. 1, ISBN: 978-605-4613-26-7, 650 + XXII sayfa: İstanbul.
43. Türkeş, M. 2011a. ‘Physical science basis of the climate change: Physical climate system, enhanced greenhouse effect, observed and projected climate variations’. In: 5th Atmospheric Science Symposium Proceedings Book, 135-151. Istanbul Technical University, 27-29 April 2011: İstanbul, (in Turkish with an English abstract).
44. Türkeş, M. 2011b. ‘Dünyada ve Türkiye’de iklim değişikliği, kuraklık ve çölleşme’. İçinde: II. Ulusal Toprak ve Su Kaynakları Kongresi Bildiri Kitabı (EK), 5-19, 22-25 Kasım 2011: Kızılcahamam - Ankara.
45. Türkeş, M. 2012. ‘Küresel İklim Değişikliği ve Çölleşme’. İçinde: Günümüz Dünya Sorunları – Disiplinlerarası Bir Yaklaşım (ed. N. Özgen), 1-42. Eğiten Kitap: Ankara.
46. Walker, J.D., Geissman, J.W., Bowring, S.A., Babcock, L.E. (Compilers) 2012. Geologic Time Scale v. 4.0: Geological Society of America, doi: 10.1130/2012.CTS004R3C.
47. Wick, L., Lemcke, G., Sturm, M. 2003. ‘Evidence of Lateglacial and Holocene climatic change and human impact in eastern Anatolia: high-resolution pollen, charcoal, isotopic and geochemical records from the laminated sediments of Lake Van, Turkey’. The Holocene 13, 665–675.
48. Zachos, J., Pagani, M., Sloan L., Thomas E., Billups, K. 2001. ‘Trends, rhythms, and aberrations in global climate 65 ma to present’. Science 292, 686–693. Internet Kaynakları
49. http://en.wikipedia.org/wiki/The_Hunters_in_the_Snow (Son Erişim: Temmuz 2013)
50. http://www.globalwarmingart.com/wiki/File:65_Myr_Climate_Change_Rev_png (Son Erişim: Haziran 2013)
51. http://www.ethlife.ethz.ch/archive_articles/100607_Gletscher_su/index_EN (Son Erişim: Temmuz 2013)
52. http://www.scotese.com/lastice.htm (Son Erişim: Haziran 2013)
53. http://www.ucl.ac.uk/GeolSci/micropal/foram.html (Son Eerişim: Haziran 2013)