Heinrich olayı - Heinrich event

H1 Heinrich olayı, Pleistosen, yaklaşık 16.000 yıl önce. Buzul Sonrası dönemde sıcaklığın evrimi Son Buzul Dönemi Grönland'a göre Buz çekirdekleri.[1]
Kutup buz çekirdeklerinde kaydedildiği şekliyle Son Buzul Dönemi (~ son 120.000 yıl) için önemli iklim olaylarının kronolojisi ve başlangıçta Kuzey Atlantik Okyanusu'ndaki deniz tortu çekirdeklerinde kaydedilen Heinrich olaylarının yaklaşık göreceli konumu. Açık mor çizgi: δ18O NGRIP buz çekirdeğinden (Grönland), permil (NGRIP üyeleri, 2004). Turuncu noktalar: NGRIP sondaj sahası için sıcaklığın yeniden yapılandırılması (Kindler ve diğerleri., 2014). Koyu mor çizgi: δ18O EDML buz çekirdeğinden (Antarktika), permil (EPICA topluluğu üyeleri, 2006). Gri alanlar: Çoğunlukla Laurentide kaynaklı başlıca Heinrich olayları (H1, H2, H4, H5). Gri hatch: Çoğunlukla Avrupa kökenli büyük Heinrich olayları (H3, H6). Açık gri kapak ve C-14 ile C-25 arası sayılar: Kuzey Atlantik deniz sediman çekirdeklerinde kayıtlı küçük IRD katmanları (Chapman ve diğerleri., 1999). HS-1'den HS-10'a: Heinrich Stadial (HS, Heinrich, 1988; Rasmussen ve diğerleri., 2003; Rashid ve diğerleri., 2003). GS-2 - GS-24: Grönland Stadial (GS, Rasmussen ve diğerleri., 2014). AIM-1'den AIM-24'e: Antarktik İzotop Maksimum (AIM, EPICA topluluk üyeleri, 2006). Antarktika ve Grönland buz çekirdeği kayıtları, ortak zaman ölçeğine sahip AICC2012 (Bazin ve diğerleri., 2013; Veres ve diğerleri., 2013).

Bir Heinrich olayı büyük grupların olduğu doğal bir fenomendir. buzdağları buzullardan kopar ve Kuzey Atlantik'i geçer. İlk olarak deniz jeoloğu tarafından tanımlandı Hartmut Heinrich (Heinrich, H., 1988), son yedi kişinin beşinde meydana geldi. buzul dönemleri son 640.000 yılda (Hodell, vd., 2008). Heinrich olayları, özellikle son buzul dönem ama özellikle yok sondan bir önceki buzullaşma (Obrochta ve diğerleri, 2014). Buzdağları, buzullar tarafından aşınan kaya kütlesini içeriyordu ve eridikçe bu malzeme deniz tabanına düştü. buz raflı moloz ("IRD" olarak kısaltılmıştır).

Buzdağlarının erimesi, Kuzey Atlantik'e büyük miktarlarda tatlı su eklenmesine neden oldu. Bu tür soğuk ve tatlı su girdileri, yoğunluğa bağlı olanı değiştirmiş olabilir. termohalin sirkülasyonu okyanusun desenleri ve genellikle küresel iklim dalgalanmalarının göstergeleri ile çakışır.

Heinrich olaylarının nedenini açıklamak için çeşitli mekanizmalar öne sürülmüştür ve bunların çoğu, büyük çaplı olayların istikrarsızlığını ima eder. Laurentide Buz Levha, son buzul döneminde kuzeydoğu Kuzey Amerika'yı kaplayan karasal bir buzul. Diğer kuzey yarım küre buz tabakaları da potansiyel olarak dahil edildi, örneğin (Fennoscandic ve İzlanda / Grönland ). Bununla birlikte, bu istikrarsızlığın ilk nedeni hala tartışılmaktadır.

Açıklama

Heinrich olaylarının kesin tanımı, Kuzey Atlantik'ten gelen deniz tortu çekirdeklerinde gözlemlenen IRD katmanına neden olan iklimsel olaydır: Kuzey yarımküre buz sahanlıklarının büyük bir çöküşü ve bunun sonucunda muazzam miktarda buzdağlarının serbest bırakılması. Uzantı olarak, "Heinrich olayı" adı, yaklaşık olarak aynı zaman dilimlerinde dünyanın başka yerlerinde kaydedilen ilgili iklim anormalliklerine de atıfta bulunabilir. Olaylar hızlıdır: Muhtemelen bir milenyumdan daha az sürer, bir olaydan diğerine değişen bir süre ve ani başlangıç ​​sadece yıllarda ortaya çıkabilir (Maslin ve diğerleri. 2001). Heinrich olayları, son buzul dönemini kapsayan birçok Kuzey Atlantik deniz tortu çekirdeklerinde açıkça gözlemlenmektedir; Bu noktadan önceki tortul kaydın daha düşük çözünürlüğü, Dünya tarihindeki diğer buzul dönemlerinde meydana gelip gelmediğini anlamayı zorlaştırır. Bazıları (Broecker 1994, Bond & Lotti 1995), Genç Dryas olayı bir Heinrich olayı olarak H0 (masa, sağ).

EtkinlikYaş, Kyr
Hemming (2004), kalibre edilmişBond ve Lotti (1995)Vidal ve diğerleri. (1999)
H0~12
H116.8[daha iyi kaynak gerekli ]14
H2242322
H3~3129
H4383735
H54545
H6~60
H1,2 tarihlidir radyokarbon; H3-6 ile korelasyon GISP 2.

Heinrich olayları olarak bilinen hızlı ısınma olaylarından önceki soğuk dönemlerin tümü olmasa da bazıları ile ilgili görünmektedir. Dansgaard-Oeschger (D-O) olayları, en iyi şekilde NGRIP Grönland buz çekirdeği. Bununla birlikte, deniz tortu çekirdekleriyle Grönland buz çekirdeklerinin aynı zaman ölçeğine göre senkronize edilmesindeki zorluklar, bu ifadenin doğruluğu konusunda soruları gündeme getirdi.

Heinrich olaylarının potansiyel iklimsel parmak izi

Heinrich'in orijinal gözlemleri, son derece yüksek oranda kıta kökenli kayalara sahip okyanus tortu çekirdeklerindeki altı katmandan oluşuyordu. "litik parçalar ", 180 μm ila 3 mm (18 inç) boyut aralığı (Heinrich 1988). Büyük boyutlu fraksiyonlar okyanus akıntıları ile taşınamaz ve bu nedenle buzdağları veya buz raflarını kıran ve buzdağları erirken deniz tabanına enkaz bırakan buzdağları veya deniz buzu tarafından taşındığı şeklinde yorumlanır. IRD'nin jeokimyasal analizleri, bu enkazın kökeni hakkında bilgi sağlayabilir: çoğunlukla büyük Laurentide Buz Levha daha sonra Heinrich 1, 2, 4 ve 5 olayları için Kuzey Amerika'yı ve tam tersine, 3 ve 6 numaralı küçük olaylar için Avrupa buz tabakalarını kapsamaktadır. Tortu çekirdeklerindeki olayların imzası, kaynak bölgeden uzaklığa göre önemli ölçüde değişir. Laurentide kökenli olaylar için, yaklaşık 50 ° N'de Ruddiman kuşağı olarak bilinen ve Kuzey Amerika kaynağından yaklaşık 3.000 km (1.865 mi) genişleyen bir IRD kuşağı vardır. Avrupa ve bir büyüklük sırasına göre incelme Labrador Denizi mevcut buzdağı rotasının Avrupa ucuna (Grousset ve diğerleri., 1993). Heinrich olayları sırasında, okyanusa büyük miktarlarda tatlı su akar. Heinrich 4. olayı için, okyanus oksijeni 18'in izotopik anomalisini yeniden üreten bir model çalışmasına dayanarak, tatlı su akısının 0.29 ± 0.05 olduğu tahmin edilmektedir.Sverdrup 250 ± 150 yıl süreli (Roche ve diğerleri., 2004), yaklaşık 2,3 milyon kilometre küp (0,55 milyon kübik mil) tatlı su hacmine veya deniz seviyesinde 2 ± 1 m (6 ft 7 inç ± 3 ft 3 inç) yükselmeye eşdeğerdir.

Pek çok jeolojik gösterge, bu Heinrich olaylarıyla yaklaşık olarak zaman içinde dalgalanır, ancak kesin tarihleme ve korelasyondaki zorluklar, göstergelerin Heinrich olaylarından önce mi yoksa geride mi olduğunu ya da bazı durumlarda birbirleriyle ilişkili olup olmadıklarını anlamayı zorlaştırır. Heinrich etkinlikleri genellikle aşağıdaki değişikliklerle işaretlenir:

Foramanifera testleri okyanus verimliliğini göstermenin yanı sıra değerli izotopik veri
  • Arttı δ18Ö Kuzey (İskandinav) denizlerinin ve Doğu'nun Asya sarkıt (Speleothems ), hangi tarafından vekil düşen küresel sıcaklığı (veya artan buz hacmini) gösteriyor (Bar-Matthews et al. 1997)
  • Azalmış okyanus tuzluluk tatlı su akışı nedeniyle
  • Azaldı deniz yüzeyi sıcaklığı Batı dışı tahminler Afrikalı olarak bilinen biyokimyasal göstergelerle kıyı alkenonlar (Sachs 2005)
  • Sedimanter rahatsızlıktaki değişiklikler (biyoturbasyon ) oyuk hayvanların neden olduğu (Grousett et al. 2000)
  • Akı girişi planktonik izotopik makyaj (δ'deki değişiklikler13C, azalmış δ18Ö)
  • Polen soğuk sevginin belirtileri çamlar değiştirme meşe Kuzey Amerika anakarasında (Grimm et al. 1993)
  • Azaldı temel bolluk - birçok örneğin bozulmamış doğası nedeniyle koruyucu önyargı ve azaltılmış tuzluluk ile ilişkilendirilmiştir (Bond 1992)
  • Arttı toprak gibi kıtalardan akış, ağzının yakınında ölçülmüştür. Amazon Nehri
  • Rüzgar üflemede artan tane boyutu lös içinde Çin, daha güçlü rüzgarlar olduğunu düşündürür (Porter & Zhisheng 1995)
  • Göreli değişiklikler Toryum-230 bolluk, varyasyonları yansıtan okyanus akıntısı hız
  • Kuzey Atlantik'teki artan çökelme oranları, arka plandaki sedimantasyona göre kıtadan türetilen sedimanlardaki (litikler) artışla yansıtılır (Heinrich 1988)
  • Avrupa'nın geniş alanlarında çim ve çalılıkların genişlemesi (ör. Harrison ve Sánchez Goñi, 2010)

Bu kayıtların küresel boyutu, Heinrich olaylarının dramatik etkisini göstermektedir.

Olağandışı Heinrich olayları

H3 ve H6 sırasında çökeltilen sedimanların litik oranı, diğer Heinrich olaylarının büyük ölçüde altındadır.

H3 ve H6, bazı araştırmacıların bunların gerçek Heinrich olayları olmadığını öne sürmelerine neden olan, H1, H2, H4 ve H5 olayları gibi ikna edici bir Heinrich olay semptomları grubunu paylaşmaz. Bu yapar Gerard C. Bond 7.000 yıllık bir döngüye uyan Heinrich olayları önerisi ("Bond olayları ") şüpheli.

Birkaç kanıt, H3 ve H6'nın diğer olaylardan bir şekilde farklı olduğunu göstermektedir.

  • Lithic zirveler: çok daha küçük bir litik oranı (3.000 vs. H3 ve H6'da gram başına 6.000 tane) gözlemlenmiştir, bu da kıtaların okyanuslara tortu sağlamadaki rolünün nispeten daha düşük olduğu anlamına gelir.
  • Foram çözünmesi: Foraminifer testler H3 ve H6 sırasında daha aşınmış görünmektedir (Gwiazda et al., 1996). Bu, besin açısından zengin, dolayısıyla aşındırıcı bir akış olduğunu gösterebilir. Antarktika Dip Suyu okyanus sirkülasyon modellerinin yeniden yapılandırılmasıyla.
  • Buz kaynağı: H1, H2, H4 ve H5'teki buzdağları nispeten zengin Paleozoik Hudson Boğazı bölgesinden kaynaklanan "detrital karbonat"; H3 ve H6 buzdağları ise bu ayırt edici malzemeden daha azını taşıyordu (Kirby ve Andrews, 1999; Hemming ve diğerleri, 2004).
  • Rafting buz döküntüsü dağılımı: Buzla taşınan tortu H3 / 6 sırasında doğuya kadar uzanmaz. Bu nedenle bazı araştırmacılar, en azından bazı H3 / 6 sınıfları için bir Avrupa menşei önermek üzere harekete geçtiler: Amerika ve Avrupa başlangıçta birbirine komşuydu; bu nedenle, her kıtadaki kayaları ayırt etmek zordur ve kaynak yoruma açıktır (Grousset et al. 2000).

Nedenleri

Bir Kuzey Atlantik sondaj çekirdeğinde (mavi; Hodell ve diğerleri, 2008) kalsiyumun stronsiyuma oranı, petrolojik "kırıntılı karbonat" sayımlarına kıyasla (Bond ve diğerleri, 1999; Obrochta ve diğerleri, 2012; Obrochta ve diğerleri. , 2014), Hudson Boğazı kaynaklı IRD'nin mineralojik olarak ayırt edici bileşeni. Gölgelendirme, buzullaşmaları ("buz çağları") belirtir.

İklimle ilgili pek çok konuda olduğu gibi, sistem tek bir nedene güvenle atanamayacak kadar karmaşıktır.[görüş ] İki kategoriye ayrılan birkaç olası itici güç vardır.

İç zorlamalar - "aşırı temizleme" modeli

Bu model, buz tabakalarının içindeki faktörlerin Heinrich olaylarından sorumlu olan büyük buz hacimlerinin periyodik olarak parçalanmasına neden olduğunu öne sürüyor.

Laurentide Buz Tabakasında kademeli olarak buz birikmesi, "tıkanma aşaması" olarak kütlesinde kademeli bir artışa yol açtı. Levha kritik bir kütleye ulaştığında, yumuşak, pekişmemiş buzul altı çökelti, yaklaşık 750 yıl süren "temizleme aşamasında" buz tabakasının üzerinde kaydığı "kaygan bir yağlayıcı" oluşturdu. Orijinal model (MacAyeal, 1993) şunu önermiştir: jeotermal Isı, buz hacmi atmosfere ısının kaçmasını önleyecek kadar büyük olduğunda buzul altı çökeltinin çözülmesine neden oldu. Sistemin matematiği, H3 ve H6'nın gerçekten Heinrich olayları olması durumunda gözlemlenene benzer şekilde 7000 yıllık bir periyodiklik ile tutarlıdır (Sarnthein ve diğerleri. 2001). Bununla birlikte, H3 ve H6, Heinrich olayları değilse, Binge-Purge modeli, tahmin edilen periyodiklik varsayımlarının anahtarı olduğundan, güvenilirliğini kaybeder. Diğer buz çağlarında benzer olaylar gözlemlenmediğinden şüpheli görünebilir (Hemming 2004), ancak Bu, yüksek çözünürlüklü çökeltilerin olmamasından kaynaklanıyor olabilir.Ayrıca model, buz tabakalarının boyutunun küçüldüğünü tahmin etmektedir. Pleistosen Kanıtlarda yansıtılmayan Heinrich olaylarının boyutunu, etkisini ve sıklığını azaltmalıdır.

Dış zorlamalar

Buz tabakalarının dışındaki birkaç faktör Heinrich olaylarına neden olabilir, ancak bu tür faktörlerin, büyük hacimdeki buzun neden olduğu zayıflamanın üstesinden gelmesi için büyük olması gerekir (MacAyeal 1993).

Gerard Bond 1500 yıllık bir ölçekte güneş enerjisi akışındaki değişikliklerin Dansgaard-Oeschger döngüleri ve dolayısıyla Heinrich olayları ile ilişkilendirilebileceğini öne sürüyor; Bununla birlikte, enerjideki değişimin küçük boyutu, böyle bir dış-karasal faktörün, en azından çok büyük olmaksızın, gerekli büyük etkilere sahip olma ihtimalini düşük kılmaktadır. olumlu geribildirim Dünya sistemi içinde hareket eden süreçler. Bununla birlikte, ısınmanın buzları eritmesinden ziyade, ısınmaya bağlı deniz seviyesi değişikliğinin buz tabakalarını istikrarsızlaştırması mümkündür. Deniz seviyesindeki bir yükselme, bir buz tabakasının dibini aşındırmaya başlayarak altını kesebilir; Bir buz tabakası başarısız olduğunda ve dalgalandığında, açığa çıkan buz deniz seviyelerini daha da yükseltir ve diğer buz tabakalarının dengesini daha da bozar. Bu teorinin lehine, Avrupa'nın dağılmasının 1.500 yıl öncesine kadar Avrupa'nın erimesinden önce geldiği H1, H2, H4 ve H5'teki buz tabakasının parçalanmasının eşzamanlı olmamasıdır (Maslin et al. 2001).

Günümüz okyanus sirkülasyonu. Gulf Stream en solda, Heinrich olayları sırasında yeniden yönlendirilebilir.

Atlantic Heat Piracy modeli, okyanus sirkülasyonundaki değişikliklerin, bir yarım kürenin okyanuslarının diğerinin pahasına ısınmasına neden olduğunu öne sürmektedir (Seidov ve Maslin 2001). Şu anda Gulf Stream ılık, ekvator sularını kuzey Kuzey Denizi'ne yönlendirir. Kuzey okyanuslarına tatlı su eklenmesi Körfez akıntısının gücünü azaltabilir ve bunun yerine güneye doğru bir akıntının gelişmesine izin verebilir. Bu, kuzey yarımkürenin soğumasına ve güneyin ısınmasına neden olarak buz birikiminde ve erime oranlarında değişikliklere neden olacak ve muhtemelen raf tahribatı ve Heinrich olaylarını tetikleyecektir (Stocker 1998).

Rohling'in 2004 Bipolar modeli, deniz seviyesindeki yükselmenin yüzer buz sahanlıklarını kaldırarak istikrarsızlık ve yıkıma neden olduğunu öne sürüyor. Onları destekleyecek yüzen bir buz tabakası olmadan, kıtasal buz tabakaları okyanuslara doğru akacak ve buzdağlarına ve deniz buzuna dönüşecektir.

Tatlı su ilavesi, bağlantılı okyanus ve atmosfer iklimi modellemesi (Ganopolski ve Rahmstorf 2001), hem Heinrich hem de Dansgaard-Oeschger etkinlikleri gösterebilir histerezis davranış. Bu, İskandinav Denizlerine tatlı su yüklemesinde 0.15 gibi nispeten küçük değişiklikler olduğu anlamına gelir. Sv artış veya 0.03 Sv düşüş, küresel dolaşımda derin kaymalara neden olmak için yeterli olacaktır (Rahmstorf et al. 2005). Sonuçlar, bir Heinrich olayının etrafta bir soğumaya neden olmadığını gösteriyor Grönland ama daha güneyde, çoğunlukla subtropikal Atlantik, mevcut çoğu kişi tarafından desteklenen bir bulgu paleoklimatik veri. Bu fikir, Maslin'in D-O etkinlikleriyle bağlantılıydı. ve diğerleri. (2001). Her bir buz tabakasının kendi stabilite koşullarına sahip olduğunu, ancak erimede tatlı su akışının okyanus akıntılarını yeniden yapılandırmak ve başka yerlerde erimeye neden olmak için yeterli olduğunu öne sürdüler. Daha spesifik olarak, D-O soğuk olayları ve bunlarla ilişkili eriyik su akışı, Kuzey Atlantik Derin Su akımının (NADW) gücünü azaltarak kuzey yarımküre dolaşımını zayıflatır ve bu nedenle güney yarımkürede kutuplara doğru artan bir ısı transferiyle sonuçlanır. Bu daha sıcak su, Antarktika buzunun erimesine neden olarak yoğunluk katmanlaşmasını ve Antarktika Dip Suyu akımının (AABW) gücünü azaltır. Bu, NADW'nin önceki gücüne dönmesine, kuzey yarıkürenin erimesine ve başka bir D-O soğuk olayına yol açmasına olanak tanır. Sonunda, erime birikimi bir eşiğe ulaşır, bu sayede deniz seviyesini Laurentide Buz Kağıdının altını kesecek kadar yükseltir, böylece bir Heinrich olayına ve döngüyü sıfırlamaya neden olur.

Hunt & Malin (1998), Heinrich olaylarının buz kenarına yakın yerlerde hızlı bozunma ile tetiklenen depremlerden kaynaklandığını öne sürmüştür.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar

  1. ^ Zalloua, Pierre A .; Matisoo-Smith, Elizabeth (6 Ocak 2017). "Buzul Sonrası Genişlemelerin Haritalanması: Güneybatı Asya Halkı". Bilimsel Raporlar. 7: 40338. Bibcode:2017NatSR ... 740338P. doi:10.1038 / srep40338. ISSN  2045-2322. PMC  5216412. PMID  28059138.