Study Guides (248,643)
United States (123,477)
Geology (18)
GEOL 118 (12)
All (12)
Midterm

GEOL 118 Exam 3 Lecture Notes

14 Pages
109 Views

Department
Geology
Course Code
GEOL 118
Professor
All

This preview shows pages 1,2,3. Sign up to view the full 14 pages of the document.
Description
Natural Disasters Exam 3 Lecture Notes 04/08/2013 Lecture #27 – Climate Change – Importance and Controls Climate  = long­term atmospheric + surface conditions for area (long­term average of daily weather  conditions). Will discuss climate controls, climate extremes during Earth history (much warmer climate =  hothouse, much colder climate = icehouse or Ice Age), + current/future climate change. Time scale of  global climate change is decades/centuries (for current/future change) to thousands/millions of years  (geologic examples). Geologic examples = Early Earth (first 1 ­ 2 billion years) was very warm (up to  290°C), end of Paleozoic (~300 m.y.a.) was very cold (extensive glaciers), end of Mesozoic (~100 ­ 50  m.y.a.) was very warm, + end of Cenozoic (Quaternary, past 2 m.y.) had climate oscillations from very cold  (extensive glaciers) to warm. Importance of studying climate change? 1) Effect on sea level (melting or Ice Age) ­ If current glaciers were to melt, that water (now on  land) would drain into oceans, causing sea level to rise, which would result in flooding of many coastal  cities. Alternatively, if glaciers were to become much larger (as in Ice Age), water from oceans gets  transferred to ice on land, causing drop in sea level. During Ice Age (past 2 m.y.), glaciers covered ~1/3  area of continents, reducing sea level by ~100 m compared to today. East Coast of USA was 100 km east of  NYC, France and Britain joined by land (today English Channel), and Alaska and Siberia were joined by  land. 2) Large change in climate (major warming or cooling) = impact on agricultural  productivity/ecosystems and even population migration ­ If significant global warming occurs, some areas  will become much drier (others wetter), causing deserts (> irrigation or < severe weather and > disease (sleeping sickness, malaria, yellow fever); if  glaciers (or deserts) advance over large areas, people will have to move and agricultural productivity will  < temperature, object  emits > amount of radiation (> intensity) with shorter wavelength. Sun (surface temperature = 6,000°C)  emits much of its energy as visible light. Earth is much cooler and emits much less radiation (lower  intensity), ~ entirely as longer wavelength infrared radiation (figure). Greenhouse Effect ­ Some of incoming sunlight (visible light with short wavelength) gets absorbed by Earth,  then is reradiated as longer wavelength infrared (heat) radiation, which is trapped by greenhouse gases  (mainly H2O vapor and CO2, but also methane/CH4, nitrous oxide/N20, ozone/O3, and  chlorofluorocarbons/CFC) in atmosphere, causing heating (greenhouse effect). Heat absorption raises  average temperature of Earth, and makes Earth habitable planet. Without greenhouse effect (i.e., no  atmosphere), average temperature on Earth would be ~33°C colder and water would be frozen. In addition,  we would see enormous swings in daily temperatures, similar to those of Moon. On sunlit side, Earth's  temperature would be close to boiling (all solar energy is transmitted to Earth and absorbed, causing  heating), but dark side would be far below freezing (all energy lost to space).   Abundance of CO2 in atmosphere has major effect on global temperature. What processes affect abundance of CO2 in atmosphere? (Understanding the Carbon Cycle) A) Volcanism (link #2, adds CO2) ­ Volcanic eruptions release gases (mostly H2O, CO2, CO, and N2)  as well as lava and volcanic ash. Volcanic eruptions were source of most gases in our atmosphere (except  O2). B) Chemical weathering (link #2, removes CO2) ­ Chemical weathering reaction of silicate or  carbonate mineral is CO2 + H2O + silicate/carbonate mineral ­­­> dissolved ions + HCO3­ Weathering removes CO2 gas from atmosphere and adds it to oceans (as HCO3­). Increasing chemical  weathering of rock causes  CO2 gas + heat D) Photosynthesis (link #2, removes CO2) ­ using light energy, plants convert CO2 gas into food  (chemical) energy. Simplified version of photosynthesis reaction is: CO2 gas + sunlight ­­­> C (organic matter in form of sugar) + O2 Above reaction is reverse of fossil fuel combustion reaction. Increasing amount of plant life means   levels of CO2 gas (7 ­ 10x today's level) from > volcanism by rapid sea floor  spreading associated with opening of Atlantic ocean.  (Other factors = warm, deep ocean water melted ice crystals with methane trapped inside (methane gas  hydrates), releasing another greenhouse gas; distribution of land + ocean masses, > marine plants (diatoms), causing > photosynthesis +  upwelling of cold,  nutrient­rich water). (Other factors = distribution of land + ocean masses, > reflectivity of Earth + change in  ocean + atmospheric circulation patterns.) Lecture #29 – Global Climate Change II – Causes and Examples in  Earth History (continued) General Controls on Climate (and geologic examples) 1) Atmosphere composition ­ Role of dust particles from volcanism Large, explosive volcanic (ash­fall) eruptions can send enormous amount of volcanic ash (dust­sized) into  stratosphere for months to years. Dust (and associated SO2 gas which oxidizes to sulfate aerosol) reflect  sunlight and can cause short­term cooling (months to years). Geologic example of Tambora (Indonesia)  volcanic eruption in 1815 (link #2) ­ largest historic volcanic eruption sent huge amount of volcanic ash and  SO2 gas into stratosphere and caused global cooling (1816 = year without summer, summer snow in  Europe and New England). Crops failed with cold temperatures and worldwide famine resulted in ~90,000  deaths. (Mt. Pinatubo, Philippines eruption in 1991 caused some global cooling, resulting in only year of  1990's that wasn't warmest ever recorded during historic times up to the 1990's.) 2) Sun intensity (link #2) ­ Recall that Sun energy is overwhelmingly dominant source of heat to  Earth's surface. Variable amount of solar energy received by Earth can greatly affect global climate. Solar  energy can vary by: changes in sunspot activity (> sunspots = slight warming) and changes in overall  reflectivity of Earth's surface (dark surfaces, e.g., dark soil, deep blue equatorial seawater and green  leaves, absorb more solar energy; light surfaces, e.g., snow, ice, and polar seawater reflect more solar  energy). As glaciers enlarge (> snow and ice coverage), more sunlight is reflected, making Earth even  colder. Variations in Earth's orbit and spin/rotation (eccentricity, tilt, and precession,  Geologic Example = End of  Cenozoic/Pleistocene (last 2 m.y.) ­ This effect on solar energy is used to explain regular oscillations of  icehouse and warmhouse climates that have occurred over past 2 m.y. (Pleistocene time interval).  Continental glaciers (thick ice sheets) repeatedly covered much larger part of Earth's surface. Today glacier  coverage = 10%, during maximum coverage in Ice Age = 30%. Ice covered Canada, N. Europe, Siberia,  and parts of USA. Although Earth's surface was only ~5°C (9°F) cooler on average during glaciation, cooling persisted over  tens of thousands of years. Thickest glacial accumulations in North America were in Hudson Bay area,  where ice may have reached thicknesses of 3 km or more. From central Canada, large tongues of ice  flowed southward, eventually entering central plains of USA. Nearly entire landscape of Illinois (all but NW  corner 
More Less
Unlock Document

Only pages 1,2,3 are available for preview. Some parts have been intentionally blurred.

Unlock Document
You're Reading a Preview

Unlock to view full version

Unlock Document

Log In


OR

Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


OR

By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.


Submit