Мероприятие Дансгаард – Эшгер - Dansgaard–Oeschger event

Прогноз температуры по четырем ледяным кернам за последние 140000 лет, что ясно указывает на большую величину эффекта D-O в северном полушарии.

Dansgaard –Oeschger События (часто сокращенно D – O мероприятия) - это быстрые колебания климата, которые произошли 25 раз за последний ледниковый период. Некоторые ученые говорят, что события происходят квазипериодически с периодичностью, кратной 1470 годам, но это обсуждается. Сопоставимая цикличность климата во время Голоцен упоминается как Облигационные события.

Свидетельство

Лучшее свидетельство событий Дансгаарда – Эшгера остается в Керны льда Гренландии, которые восходят к концу последнего межледниковья, Эмское межледниковье. Свидетельства о ледяных кернах из антарктических кернов предполагают, что события Дансгаарда-Эшгера связаны с так называемыми антарктическими максимумами изотопов посредством сочетания климата двух полушарий, биполярной качели.[1] Если это соотношение сохраняется и для предыдущих ледников, Антарктика данные свидетельствуют о том, что события DO присутствовали и в предыдущие ледниковые периоды. К сожалению, текущие записи ледяных кернов из Гренландии относятся только к последнему ледниковому периоду, поэтому прямые свидетельства о событиях D-O в более ранние ледниковые периоды, полученные из гренландского льда, отсутствуют. Однако работа Стивена Баркера и его коллег показала, что существующие данные о Гренландии могут быть восстановлены путем получения данных о кернах антарктического льда. Это позволяет реконструировать более старую летопись Гренландии путем получения почти миллиона летней записи антарктического ледяного керна.[2]

Эффект

в Северное полушарие, они принимают форму эпизодов быстрого потепления, обычно в течение нескольких десятилетий, за каждым из которых следует постепенное похолодание в течение более длительного периода. Например, около 11500 лет назад среднегодовая температура на ледниковом щите Гренландии увеличилась примерно на 8 ° C за 40 лет за три шага по пять лет (см.[3] Стюарт, глава 13 ), где изменение температуры на 5 ° C за 30–40 лет является более распространенным.

Генрих события возникают только в периоды холода, непосредственно предшествующие потеплению D-O, что заставляет некоторых предполагать, что циклы D-O могут вызывать события или, по крайней мере, ограничивать их время.[4]

В ходе события D-O происходит быстрое потепление, за которым следует период похолодания, продолжающийся несколько сотен лет.[5] В этот холодный период наблюдается расширение полярный фронт, а лед плывет дальше на юг через северную часть Атлантического океана.[5]

Причины

Процессы, лежащие в основе времени и амплитуды этих событий (как записано в ледяные керны ) до сих пор неясны. Образец в Южное полушарие другой, с медленным потеплением и гораздо меньшими колебаниями температуры. Действительно, Ледяной керн восток была пробурена до гренландских кернов, и существование событий Дансгаард-Эшгер не было широко признано до тех пор, пока Гренландия (СХВАТИТЬ /GISP 2) делались сердечники; после чего была проведена некоторая повторная проверка ядра "Восток" на предмет "пропуска" этих событий.[требуется проверка ]

Крупный план около 40 тыс. Лет назад, демонстрирующий воспроизводимость между кернами

Эти события, по-видимому, отражают изменения в циркуляции северного Атлантического океана, возможно, вызванные притоком пресной воды.[5] или дождь.[6]

События могут быть вызваны усилением солнечных воздействий или внутренней причиной земной системы - либо циклом «разгула-чистки» ледяных щитов, накапливающих столько массы, что они становятся нестабильными, как постулируется для Генрих события, или колебание глубоководных океанских течений (Маслин и другие.. 2001, стр.25).

Совсем недавно эти события были объяснены изменениями размеров ледяных щитов.[7] и атмосферный углекислый газ.[8] Первый определяет силу циркуляции Атлантического океана через изменение западных ветров в северном полушарии, потока залива и систем морского льда. Последний модулирует атмосферный межбассейновый перенос пресной воды через Центральную Америку, что изменяет баланс пресной воды в Северной Атлантике и, следовательно, циркуляцию. Они также предполагают наличие окна AMOC бистабильность ("золотая середина" для резкие изменения климата ), связанных с объемом льда и атмосферным CO2, что объясняет возникновение событий типа D-O в промежуточных ледниковых условиях в позднем плейстоцене.

Время

Хотя последствия событий Дансгаарда – Ошгера в значительной степени ограничиваются ледяными кернами, взятыми из Гренландии,[9] есть свидетельства, позволяющие предположить, что события D-O были глобально синхронными.[10] Спектральный анализ американской изотопной записи GISP2[11] показал пик [18О:16O] изобилие около 1500 лет. Это было предложено Шульцем (2002).[12] быть регулярной периодичностью 1470 лет. Этот вывод был поддержан Рамсторфом (2003);[13] если исследовать только самые последние 50 000 лет от ядра GISP2, вариация триггера составит ± 12% (± 2% в 5 последних событиях, даты которых, вероятно, наиболее точны).

Однако более старые части ядра GISP2 не показывают этой закономерности, как и те же события в ядре GRIP. Это может быть связано с тем, что первые 50 тысяч лет ядра GISP2 наиболее точно датированы подсчетом слоев. Реакция климатической системы на триггер колеблется в пределах 8% от периода. Можно ожидать, что колебания внутри земной системы будут гораздо более неравномерными по периоду. Рамсторф предполагает, что очень регулярный паттерн больше указывает на орбитальный цикл. Такой источник не установлен. Ближайший орбитальный цикл, лунный цикл продолжительностью 1800 лет, не может быть согласован с этой моделью.[13] Датировка между европейским ледяным керном GRIP и американским ледяным керном GISP2 отличается примерно на 5000 лет при 50 000 лет назад. Было отмечено Дитлевсеном и соавт. (2005)[14] что спектральный пик, обнаруженный в ледяном керне GISP2, отсутствовал в керне GRIP и, таким образом, во многом зависел от точности датировки. Проблема датировки была решена путем точной датировки ядра NGRIP.[15] Используя эту датировку, повторяемость событий Дансгаарда – Эшгера случайна и согласуется с индуцированным шумом Пуассоновский процесс.[16]

Циклы D-O могут устанавливать свои собственные временные рамки. Маслин и другие.. (2001) предположили, что у каждого ледяного щита были свои условия стабильности, но что при таянии притока пресной воды было достаточно, чтобы изменить конфигурацию океанских течений, вызывая таяние в другом месте. В частности, холодные явления D-O и связанный с ними приток талой воды снижают силу Североатлантического глубоководного течения (NADW), ослабляя циркуляцию в северном полушарии и, следовательно, приводя к усилению переноса тепла к полюсам в южном полушарии. Эта более теплая вода приводит к таянию антарктического льда, тем самым уменьшая стратификацию плотности и силу антарктического придонного водного течения (AABW). Это позволяет NADW вернуться к своей прежней силе, что приведет к таянию в Северном полушарии и еще одному событию холода D-O.

Теория также может объяснить очевидную связь событий Генриха с циклом D-O; когда накопление талой воды в океанах достигает порогового значения, это могло бы поднять уровень моря настолько, чтобы подорвать ледяной щит Лаурентида, что вызвало событие Генриха и перезапустило цикл.

В небольшой ледниковый период Около 400–200 лет назад некоторые интерпретировали это как холодную часть цикла D-O.[5]

История

Сигналы ледяного керна, которые теперь распознаются как события Дансгаарда – Эшгера, в ретроспективе видны в оригинале. GISP core, а также ядро ​​Camp Century Greenland.[17] Но когда были сделаны ледяные керны, их важность была отмечена, но не получила широкого признания. Dansgaard и другие. (Геофизическая монография 33 AGU, 1985 г.) отмечают их существование в ядре GRIP как «сильные колебания» в δ18O сигнала, и что они, по-видимому, коррелируют с событиями в предыдущем ядре Кэмп-Сенчури на расстоянии 1400 км, что свидетельствует о том, что они соответствуют широко распространенным климатическим аномалиям (только с ядром Кэмп-Сенчури они могли быть местными колебаниями). Dansgaard и другие. предполагают, что они могут быть связаны с квазистационарными режимами системы атмосфера-океан. События D-O, как правило, являются движущей силой "Насос Sahara "что оказало влияние на человеческую эволюцию и расселение.

Цикличность также наблюдается во время голоцена, когда события упоминаются как события Бонда.[18][19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Stocker, T. F .; С. Дж. Йонсен (2003). «Минимальная термодинамическая модель для биполярных качелей». Палеоокеанография. 18 (4): 1087. Bibcode:2003PalOc..18.1087S. CiteSeerX  10.1.1.594.4066. Дои:10.1029 / 2003PA000920.
  2. ^ Barker, S .; Knorr, G .; Эдвардс, Р. Л .; Парренин, Ф .; Putnam, A.E .; Скиннер, L.C .; Wolff, E .; Зиглер, М. (8 сентября 2011 г.). «800 000 лет резкой изменчивости климата». Наука. 334 (6054): 347–351. Bibcode:2011Наука ... 334..347B. Дои:10.1126 / science.1203580. PMID  21903776. S2CID  12898719.
  3. ^ Аллея, Р. Б. (15 февраля 2000 г.). «Ледяное ядро ​​- свидетельство резких изменений климата». Труды Национальной академии наук. 97 (4): 1331–1334. Bibcode:2000PNAS ... 97.1331A. Дои:10.1073 / pnas.97.4.1331. ЧВК  34297. PMID  10677460.
  4. ^ Bond, G.C .; Лотти, Р. (17 февраля 1995 г.). «Разгрузка айсберга в Северной Атлантике в масштабе тысячелетия во время последнего оледенения». Наука. 267 (5200): 1005–1010. Bibcode:1995Sci ... 267.1005B. Дои:10.1126 / science.267.5200.1005. PMID  17811441. S2CID  36261528.
  5. ^ а б c d Бонд, Джерард С.; Душевные, Уильям; Эллиот, Мэри; Эванс, Майкл; Лотти, Расти; Хайдас, Ирка; Бонани, Жорж; Джонсон, Сигфус (1999). «Климатический ритм Северной Атлантики 1-2 тысячелетия: связь с событиями Генриха, циклами Дансгаарда / Эшгера и малым ледниковым периодом». Механизмы глобального изменения климата в тысячелетнем масштабе. Серия геофизических монографий. 112. С. 35–58. Дои:10.1029 / GM112p0035. ISBN  0-87590-095-X.
  6. ^ Эйзенман, Ян; Битц, Сесилия М.; Циперман, Эли (2009). «Дождь, вызванный отступающими ледяными щитами, как причина изменения климата в прошлом» (PDF). Палеоокеанография. 24 (4): PA4209. Bibcode:2009PalOc..24.4209E. Дои:10.1029 / 2009PA001778.
  7. ^ Чжан, Сюй; Ломанн, Геррит; Кнорр, Грегор; Перселл, Конор (13 августа 2014 г.). «Резкие смены ледникового климата, контролируемые изменениями ледникового покрова». Природа. 512 (7514): 290–294. Bibcode:2014Натура.512..290Z. Дои:10.1038 / природа13592. PMID  25119027. S2CID  4457660.
  8. ^ Чжан, Сюй; Кнорр, Грегор; Ломанн, Геррит; Баркер, Стивен (19 июня 2017 г.). «Резкие изменения циркуляции в Северной Атлантике в ответ на постепенное воздействие СО2 в условиях ледникового климата» (PDF). Природа Геонауки. 10 (7): 518–523. Bibcode:2017НатГе..10..518Z. Дои:10.1038 / ngeo2974.
  9. ^ Dansgaard, W .; Johnsen, S.J .; Clausen, H.B .; Dahl-Jensen, D .; Gundestrup, N.S .; Hammer, C.U .; Hvidberg, C.S .; Steffensen, J. P .; Sveinbjörnsdottir, A.E .; Jouzel, J .; Бонд, Г. (июль 1993 г.). «Доказательства общей нестабильности климата в прошлом по данным ледового керна за 250 тысяч лет». Природа. 364 (6434): 218–220. Bibcode:1993Натура.364..218D. Дои:10.1038 / 364218a0. S2CID  4304321.
  10. ^ Фелькер, Антье Х.Л. (2002). «Глобальное распространение столетних записей о морской изотопной стадии (MIS) 3: база данных». Четвертичные научные обзоры. 21 (10): 1185–1212. Bibcode:2002QSRv ... 21.1185V. Дои:10.1016 / S0277-3791 (01) 00139-1.
  11. ^ Grootes, P. M .; Стювер М. (1997). «Изменчивость кислорода 18/16 в снегу и льду Гренландии с временным разрешением от 10 ^ -3 до 10 ^ 5 лет». J. Geophys. Res. 102 (C12): 26 455–26 470. Bibcode:1997JGR ... 10226455G. Дои:10.1029 / 97JC00880.
  12. ^ Шульц, М. (2002). «О 1470-летнем темпе теплых событий Дансгаарда – Эшгера». Палеоокеанография. 17 (2): 4–1–4–9. Bibcode:2002PalOc..17.1014S. Дои:10.1029 / 2000pa000571.
  13. ^ а б Стефан Рамсторф (2003). «Время резкого изменения климата: точные часы» (PDF). Geophys. Res. Латыш. 30 (10): 1510. Bibcode:2003GeoRL..30.1510R. Дои:10.1029 / 2003GL017115.
  14. ^ Дитлевсен, П. Д .; Кристенсен, М. С. и Андерсен, К. К. (2005). «Время повторения событий Дансгаарда – Эшгера и ограничения на возможную периодическую составляющую». J. Климат. 18 (14): 2594–2603. arXiv:nlin / 0505031. Bibcode:2005JCli ... 18.2594D. Дои:10.1175 / jcli3437.1. S2CID  18998316.
  15. ^ Свенссон, Андерс; Андерсен, Катрин К .; Биглер, Матиас; Clausen, Henrik B .; Даль-Йенсен, Дорте; Davies, Siwan M .; Johnsen, Sigfus J .; Мушелер, Раймунд; Расмуссен, Sune O .; Рётлисбергер, Регина (декабрь 2006 г.). «Хронология ледяных кернов Гренландии 2005, 15–42ка. Часть 2: сравнение с другими записями». Четвертичные научные обзоры. 25 (23–24): 3258–3267. Bibcode:2006QSRv ... 25.3258S. Дои:10.1016 / j.quascirev.2006.08.003.
  16. ^ Дитлевсен, П. Д .; Андерсен, К. К .; Свенссон, А. (28 февраля 2007 г.). «Климатические явления DO, вероятно, вызваны шумом: статистическое исследование заявленного 1470-летнего цикла». Климат прошлого. 3 (1): 129–134. Bibcode:2007CliPa ... 3..129D. Дои:10.5194 / cp-3-129-2007.
  17. ^ «Ледяное ядро». Национальные центры экологической информации (НЦЭИ).
  18. ^ Бонд, Г. (14 ноября 1997 г.). «Распространенный тысячелетний цикл в голоцене Северной Атлантики и ледниковом климате». Наука. 278 (5341): 1257–1266. Bibcode:1997Научный ... 278.1257B. Дои:10.1126 / science.278.5341.1257.
  19. ^ Bond, G .; Кромер, Б; Пиво, Дж; Muscheler, R; Эванс, Миннесота; Душевые кабины, Вт; Hoffmann, S; Lotti-Bond, R; Хадждас, I; Бонани, Г. (15 ноября 2001 г.). «Устойчивое солнечное влияние на климат Северной Атлантики в течение голоцена». Наука. 294 (5549): 2130–2136. Bibcode:2001Sci ... 294.2130B. Дои:10.1126 / science.1065680. PMID  11739949. S2CID  38179371.

внешняя ссылка