과거 해수면

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지구 또는 유스터틱 해수면은 지구의 역사를 통해 크게 변동해 왔다.해수면에 영향을 미치는 주요 요인은 이용 가능한 물의 양과 부피, 그리고 해양 분지의 형태와 부피이다.물의 양에 대한 일차적인 영향은 밀도에 영향을 미치는 바닷물의 온도와 강, 대수층, 호수, 빙하, 극지방 만년설, 해빙과 같은 다른 저수지에 남아있는 물의 양이다.지질학적으로 볼 때 해양 분지의 형태와 육지/해역 분포의 변화는 해수면에 영향을 미친다.해면의 국지적인 변화는 지각의 융기와 침하로 인해 발생한다.

지질학적 시간에 걸쳐 해수면이 300미터 이상, 어쩌면 400미터 이상 변동했다.지난 1500만 년 동안 해수면 변동의 주된 이유는 남극 빙상과 따뜻한 시기 동안의 남극 빙하 후 반등이다.

현재의 해수면은 최저치보다 약 130미터 높다.역사적으로 낮은 수위는 약 20,000년 전 마지막 빙하기 동안 도달했다.마지막으로 해수면이 오늘보다 높았던 것은 약 130,000년 전 ^[2]Eemian 기간이었다.

더 짧은 기간에 걸쳐, LGM의 낮은 수위는 약 14,000년에서 6,000년 전 사이에 초기 홀로세 시대에 반등했고, 해수면은 지난 6,000년 동안 비교적 안정적이었다.예를 들어, 약 10,200년 전에 유럽 본토와 영국을 잇는 마지막 육교가 물에 잠겨 소금 습지를 남겼습니다.8000년 전까지만 해도 습지는 바다에 잠겨 육지와의 ^[3]연결고리를 찾을 수 없었다.빙하와 만년설로 인한 질량 손실의 관측 및 모델링 연구는 20세기 동안 해수면 상승에 2 - 4cm의 기여가 있음을 보여준다.

빙하 및 만년설

매년 전체 바다의 표면에서 약 8mm(0.3인치)의 물이 강설로 남극 대륙과 그린란드 빙상 위로 떨어진다.빙산의 가장자리에서 얼음이 녹는 것, 그리고 얼음판에서 바다로 흘러가는 녹은 물의 강에서 조금 더 많은 물이 바다로 돌아옵니다.질량 균형이라 불리는 육지의 얼음 덩어리의 변화는 지구 해수면의 변화를 일으키기 때문에 중요하다.저소음 비행 중 인공위성의 고정밀 중량계에 따르면 2006년 그린란드와 남극 빙상의 총 질량 손실은 475 ± 158 Gt/r이며, 이는 해수면 상승 1.3 ± 0.4 mm/r에 해당한다.특히 1988-2006년 동안 빙상 손실 가속도는 그린란드의 경우 22 ± 1 Gt/yr², 남극 대륙의 경우 14.5 ± 2 Gt/yr²로 총 36 ± 2 Gt/yr²이었다.2010년에는 가속도가 50Gt/yr² 이상으로 증가했습니다.이 가속도는 산악 빙하 및 만년설(12 ± 6 Gt/yr²)^[4]보다 3배 크다.

빙붕은 바다 표면에 떠 있으며, 녹더라도 해수면을 바꾸지 않는다.마찬가지로, 떠다니는 얼음으로 구성된 북극 만년설이 녹는 것은 해수면 상승에 크게 기여하지 않을 것이다.하지만, 떠다니는 얼음 팩은 바닷물보다 염도가 낮기 때문에, 그들의 녹는 것은 해수면의 매우 작은 상승을 야기할 것이고, 너무 작아서 일반적으로 ^{[citation needed]}무시될 것이다.

• 과학자들은 이전에 물의 지상 저장소의 변화에 대한 지식이 부족했다.토양 흡수와 인공 저수지("충돌")에 의한 저수량 조사에 따르면 1930년 이후 총 10,800 입방 킬로미터(2,591 입방 마일)의 물이 육지에서 저수되었다.그러한 봉쇄는 ^[5]그 당시 해수면 상승의 약 30mm(1.2인치)를 가렸다.
• 반대로 1900-2008년 동안 초과 지구 지하수 추출 추정치는 총 4,500km3로 해수면 상승 12.6mm(0.50인치)(전체 중 6%)에 해당한다.또한 지하수 고갈 속도는 가장 최근 기간(2000-2008)에 평균 145km3/yr(해발 상승의 0.40mm/yr에 해당하거나 ^[6]최근 기간 보고된 3.1mm/yr의 13%) 동안 최대 속도가 발생하면서 1950년 이후 현저하게 증가했다.
• 그린란드와 남극 반도의 가장자리에 있는 작은 빙하와 극지방의 만년설이 녹으면 해수면의 예상 상승은 약 0.5m(1피트 7.7인치)가 될 것이다.그린란드 빙상이 녹으면 7.2m(23.6ft)의 해수면 상승이 발생하고 남극 빙상이 녹으면 61.1m(200.5ft)의 해수면 ^[7]상승이 발생한다.서남극 빙상의 접지된 내부 저장소의 붕괴는 해수면을 5m(16.4ft) - 6m(19.7ft)^[8] 상승시킬 것이다.
• 스노우라인 고도는 연간 최소 적설량이 50%를 초과하는 최저 고도 구간의 고도다.이는 적도에서 해발 약 5,500m(18,045피트)에서 위도 약 70° N&S의 해수면까지 지역 온도 개선 효과에 따라 다양하다.영구 동토층은 해수면에서 나타나 해수면 아래 극지방으로 더 깊이 뻗어있다.
• 대부분의 그린란드와 남극 빙상은 영구 동토층 눈선 및/또는 바닥 위에 있기 때문에 빙붕보다 더 천천히 녹을 것이다.일부 추정치는 온도가 계속 ^{[citation needed]}상승하더라도 수천 년에 걸쳐 녹는다고 합니다.그러나 상승하는 온도는 영구 동토층을 이동시키고, 빙상은 또한 향상된 흐름과 빙산의 ^[9]분리를 통해 해수면 상승에 기여한다.
• 2010년대까지 그린란드는 해수면 상승에 약 0.8mm/yr, 남극 대륙은 약 0.4mm/yr를 기여했으며, 둘 다 10%/yr(7년의 ^{[citation needed]}두 배 시간) 가속되었다.기후 모델에 따르면 2100년까지 해수면 상승에 1m - 2m 기여하며, 대부분 2100년 후반에^[10][11] 해수면 상승에 기여할 것으로 추정됩니다.

2000년대 초 현재 조수계로부터 ^[12]관측된 해수면 상승은 상기 ^[13]요인 조합의 추정 범위 내에 있지만, 이 분야에서는 활발한 연구가 계속되고 있다.

지질학적 영향

지구의 오랜 역사 동안, 대륙과 해저의 구조는 판구조론에 의해 변화해 왔다.이것은 다양한 해양 분지의 깊이를 변화시키고 빙하-간빙하 주기의 변화로 빙하 분포를 변화시킴으로써 지구 해수면에 영향을 미친다.빙하-간빙기 주기의 변화는 적어도 부분적으로 지구 전체의 빙하 분포의 변화에 영향을 받는다.

해양 분지의 깊이는 해양 암석권 시대의 함수이다.오래된 판은 오래되면 밀도가 높아지고 가라앉기 때문에 새로운 판이 올라가고 그 자리를 대신할 수 있습니다.따라서, 해양 암석권을 빠르게 재활용하는 많은 작은 해양 판이 있는 구성은 더 얕은 해양 분지와 더 높은 해수면을 만들어 낼 것입니다.반면, 판이 적고 차갑고 밀도가 높은 해양 암석권이 있는 구성은 더 깊은 해양 분지와 낮은 해수면을 초래할 것이다.

극지 근처에 대륙 지각이 많았을 때, 바위 기록은 눈과 얼음이 쌓일 수 있는 극지방의 땅덩어리가 많았기 때문에 빙하기 동안 비정상적으로 낮은 해수면을 보여준다.적도 주변에 육지가 모여든 시기에는 빙하기가 해수면에 미치는 영향이 훨씬 적었다.

지질학적 시간의 대부분에 걸쳐 장기 평균 해수면은 현재보다 높았다(위 그래프 참조).페름기-트라이아스기 경계에서 2억 5천만 년 전까지만 해도 장기 평균 해수면이 현재보다 낮았다.평균 해수면의 장기적인 변화는 해양 지각의 변화로 인한 것이며,^[14] 매우 장기적으로 하락 추세가 지속될 것으로 예상된다.

지난 몇 백만 년 동안의 빙하-간빙기 동안, 평균 해수면은 100미터 이상 변화했다.이것은 주로 바다에서 물이 증발한 빙상(대부분 북반구)의 성장과 부패 때문이다.

쥐라기 시대에 시작된 네오테시스 분지로 지중해 분지가 점차 성장한 것은 갑자기 해수면에 영향을 주지 않았다.지난 1억 년 동안 지중해가 형성되었지만, 평균 해수면은 일반적으로 현재의 해수면보다 200 미터 높았다.하지만, 알려진 해양 홍수의 가장 큰 예는 약 520만 년 전 메시니아 염분 위기 말기에 대서양이 지브롤터 해협을 침범했을 때였다.이것은 해협 지역의 지질학적 힘 때문에, 그 분지가 말라버린 시기의 갑작스러운 끝에 지중해 해수면을 회복시켰다.

장기적인 원인	효과 범위	수직 효과
해양 분지의 부피 변화
판구조론 및 해저확대(판발진/수집) 및 해저표고변화(미드오션 화산활동)	Eustatic	0.01mm/년
해양 침전	Eustatic	0.01 mm/년 미만
바닷물 질량 변화
대륙빙의 융해 또는 축적	Eustatic	10 mm/년
• 20세기 동안의 기후 변화
• • 남극 대륙	Eustatic	0.39 ~ 0.79 mm/r[15]
• 그린란드 (강수량과 유출량의 변화로)	Eustatic	0.0 ~ 0.1 mm/년
• 마지막 빙하기가 끝날 때까지의 장기 조정
• 20세기 그린란드와 남극 대륙의 공헌	Eustatic	0.0 ~ 0.5 mm/년
지구 내부로부터의 물 방출	Eustatic
대륙 수문 저수지의 방류 또는 축적	Eustatic
지구 표면의 융기 또는 침하(등각)
열등성(지구 내부의 온도/밀도 변화)	국소 효과
Glacio-isostasy(얼음 로드 또는 언로드)	국소 효과	10 mm/년
하이드로 아이소스타시(물의 적재 또는 하역)	국소 효과
Volcano-isosty(매그마틱 압출)	국소 효과
퇴적물 등방(퇴적물의 퇴적 및 침식)	국소 효과	4 mm/년 미만
지각 상승/침하
지각의 수직 및 수평 운동(단층 운동에 대한 응답)	국소 효과	1 ~ 3 mm/년
퇴적물 압축
고밀도 매트릭스로의 퇴적물 압축(특히 강 삼각주 부근에서 중요)	국소 효과
간질성 유체 손실(지하수 또는 오일 배출)	국소 효과	55 55 mm / yr
지진에 의한 진동	국소 효과
지오이드로부터의 이탈
수권, 미권, 코어-망틀 계면의 변화	국소 효과
지구의 자전, 자전축 및 분점의 세차운동 변화	Eustatic
외부 중력 변화	Eustatic
증발 및 침전(장기 패턴에 의한 경우)	국소 효과

지질학적 시간에 따른 변화

해수면은 지질학적인 시간에 따라 변화해 왔다.그래프에서 알 수 있듯이, 오늘날의 해수면은 지금까지 도달한 것 중 가장 낮은 수위에 매우 가깝습니다(가장 낮은 수위는 약 2억 5천만 년 전 페름기와 트라이아스기의 경계에서 발생했습니다).

가장 최근의 빙하기 동안(최대 약 20,000년 전), 세계의 해수면은 오늘날보다 약 130m 낮았는데, 이는 많은 양의 바닷물이 증발하여 눈과 얼음으로 퇴적되었기 때문인데, 대부분 로랑티드 빙상에 있었다.이것의 대부분은 약 10,000년 전에 녹았다.

지구의 역사를 통틀어 수백 번의 유사한 빙하 사이클이 일어났다.시간의 경과에 따른 해안 퇴적물의 위치를 연구하는 지질학자들은 나중에 회복될 때 해안선의 수십 가지 유사한 유역 방향 이동에 주목했다.그 결과 퇴적 사이클이 발생하며, 경우에 따라서는 전 세계적으로 매우 자신 있게 상관관계가 형성될 수 있습니다.이 비교적 새로운 지질과학의 한 부문은 이스터틱 해수면과 퇴적물을 연결하는 것으로 시퀀스 층서학이라고 불린다.

판네로생대를 통한 해수면 변화의 최신 연대표는 다음과 같은 장기적 ^[16]추세를 보여준다.

• 캄브리아기를 통해 서서히 해수면이 상승하고 있다.
• 오르도비스기 말기 빙하와 관련된 큰 하락과 함께 오르도비스기의 비교적 안정된 해수면
• 실루리아기 하층에서의 상대적 안정성
• 미시시피/펜실바니아 경계에서 미시시피강을 통과하여 장기 저점까지 이어지는 데본기를 통한 점진적 하강
• 페름기가 시작될 때까지 서서히 상승한 후 중생대까지 완만한 감소가 지속됩니다.

마지막 빙하기 이후 해수면 상승

약 19-8ka 사이의 탈빙 기간 동안, 해수면은 영국-아일랜드 해, 페노스칸디아 해, 로랑티드, 바렌츠-카라, 파타고니아 해, 이누이트 해 빙상 및 남극 빙상의 일부가 빠르게 녹으면서 매우 빠른 속도로 상승하였다.약 19,000년 전 탈글리세이션이 시작될 때, 평균 약 20mm/yr의 속도로 해수면까지 10m나 되는 짧은 빙하 유습 사건이 발생했을 수 있다.초기 홀로세기의 나머지 기간 동안 해수면 상승 속도는 약 6.0–9.9mm/r에서 30–60mm/^[17][18]r까지 다양했다.

주로 산호초의 깊은 핵의 분석에 기초하는 고체 지질학적 증거는 마지막 탈글리세이션 동안 녹은 물 펄스라고 불리는 3가지 주요 해수면 상승 기간에만 존재합니다.약 14,600~14,300년 전 멜트워터 펄스 1A, 약 11,400~11,100년 전 멜트워터 펄스 1B, 8,200~7,600년 전 멜트워터 펄스 1C입니다.멜트워터 펄스 1A는 1만4200년 전 중심에서 약 290년 동안 13.5m 상승했고 멜트워터 펄스 1B는 1만1000년 전 중심에서 약 160년 동안 7.5m 상승이었다.반면, 14,300년에서 11,100년 전 사이의 기간은 약 6.0-9.9mm/r로 해수면 상승이 줄어든 간격이었다.멜트워터 펄스 1C는 8,000년 전에 집중되었고 140년 미만에 6.5m의 상승이 발생했으며, 화석 ^[18][19][20]해변이 증명하듯이 5000년 전의 해수면은 현재보다 약 3m 낮았다.녹은 물 사건 동안 해수면이 빠르게 상승하는 것은 빙상 붕괴와 관련된 주요 얼음 손실 사건을 분명히 암시한다.주요 근원은 남극 빙상의 녹은 물이었을지도 모른다.다른 연구들은 Laurentide 빙상의 ^[20]녹은 물에 대한 북반구의 원천을 제시한다.

최근, 서기 1850년에서 1900년 사이에 다양하게 나타나는 상승 속도가 빨라지기 전에는 3,000년 전 현재까지 홀로세 후기 해수면이 거의 안정적이었다는 것이 널리 받아들여지고 있다.해수면 상승률은 고고학적 유적지와 홀로세 후기 조수 습지 퇴적물의 증거와 조수계, 위성 기록 및 지구물리학적 모델링을 사용하여 추정되었다.예를 들어, 이 연구는 Caesarea의 로마 우물과 이탈리아의 Roman piscinae에 대한 연구를 포함했다.이러한 방법을 조합하면 지난 2000년 ^[17]동안 평균 유스터틱 성분이 0.07mm/yr임을 알 수 있습니다.

1880년 이후, 바다는 활발하게 상승하기 시작했고, 2009년까지 총 210mm(8.3인치)가 상승하여 전세계적으로 광범위한 침식을 일으켰으며 수십억 ^[21][22]달러의 비용이 들었습니다.

해수면은 19세기에는 6cm, 20세기에는 ^[23]19cm 상승하였다.이에 대한 증거로는 지질학적 관측, 가장 긴 기구 기록, 20세기 해수면 상승의 관측 속도가 있다.예를 들어, 지질학적 관측 결과, 지난 2,000년 동안 해수면 변화는 작았고, 연평균 0.0-0.2mm에 불과했다.이는 20세기 ^[24]연평균 1.7±0.5mm와 비교된다.Baart 등(2012)은 해수면 상승 가속을 ^[25]결론짓기 전에 18.6년 달 노달 주기의 영향을 고려하는 것이 중요하다는 것을 보여준다.조수계 데이터에 따르면 20세기 동안 지구 평균 해수면 상승률은 0.8 - 3.3 mm/r이며 평균 상승률은 1.8 mm/r이다.^[26]

레퍼런스