stringtranslate.com

Переход к среднему плейстоцену

Показаны пять миллионов лет ледниковых циклов, основанных на соотношении изотопов кислорода, которое считается хорошим показателем глобального объема льда. MPT — это переход между периодичностями, показанными зеленым цветом.

Среднеплейстоценовый переход ( СПП ), также известный как Среднеплейстоценовая революция ( СПР ), [1] является фундаментальным изменением в поведении ледниковых циклов во время четвертичных оледенений. [2] Переход длился около 550 000 лет, [3] с 1,25 миллиона лет назад примерно до 0,7 миллиона лет назад в эпоху плейстоцена . [4] До СПП ледниковые циклы характеризовались 41 000-летней периодичностью с малоамплитудными, тонкими ледяными щитами и линейной зависимостью от силы Миланковича от осевого наклона. [2] Из-за этого щиты были более динамичными в течение раннего плейстоцена . [5] После СПП наблюдались сильно асимметричные циклы с длительным охлаждением климата и нарастанием толстых ледяных щитов, за которыми следовал быстрый переход от экстремальных ледниковых условий к теплым межледниковьям. [2] Это привело к менее динамичным ледяным щитам. [5] Межледниковья до MPT имели более низкие уровни углекислого газа в атмосфере по сравнению с межледниковьями после MPT. [6] Одним из эффектов MPT было то, что ледяные щиты стали выше по высоте и менее скользкими по сравнению с тем, что было раньше. [7] MPT значительно увеличил резервуары углеводородов, запертых в виде метана вечной мерзлоты или клатрата метана во время ледниковых интервалов. Это привело к более крупным выбросам метана во время дегляциации. [8] Длительность циклов варьировалась, средняя продолжительность составляла приблизительно 100 000 лет. [2] [4]

Среднеплейстоценовый переход долгое время был проблемой для объяснения, как описано в статье 100,000-летняя проблема . Теперь MPT можно воспроизвести с помощью численных моделей, которые предполагают снижение уровня атмосферного углекислого газа , высокую чувствительность к этому снижению и постепенное удаление реголита из районов северного полушария, подверженных ледниковым процессам в течение четвертичного периода. [2] Сокращение CO 2 может быть связано с изменениями в вулканической дегазации, захоронением океанических осадков, карбонатным выветриванием или обогащением океанов железом из ледниковой пыли. [9]

Считается, что реголиты влияют на оледенение, поскольку лед с его основанием на реголите при температуре плавления под давлением будет скользить относительно легко, что ограничивает толщину ледяного покрова. До четвертичного периода, как полагают, северная часть Северной Америки и северная часть Евразии были покрыты толстыми слоями реголита, которые были стерты на больших площадях последующими оледенениями. Более поздние оледенения все больше основывались на основных областях, с толстыми ледяными покровами, прочно связанными с голой коренной породой. [4] Данные об изотопах осмия свидетельствуют о том, что во время MPT произошло существенное изменение в химическом выветривающем потоке в океаны, что согласуется с гипотезой реголита. [10]

Также было высказано предположение, что увеличение запасов углерода в глубинах Атлантического океана сыграло свою роль в увеличении амплитуды ледниково-межледниковых циклов, поскольку это увеличение емкости хранения углерода совпадает с переходом от 41-тысячелетних к 100-тысячелетним ледниково-межледниковым циклам. [11]

Исследование 2023 года формулирует инновационную гипотезу о происхождении MPT (гипотеза затухания наклона). [12] Эта гипотеза основана на наблюдательных свидетельствах затухания наклона в климатических прокси и записи уровня моря за последние 1,2 млн лет. Затухание наклона связано с кратковременным усилением эксцентриситета, которое представляется недостающим звеном для MPT. Исследование выдвигает гипотезу, что как гляцио-эвстатический компонент водной массы в полосе наклона может контролировать изменения сжатия Земли, так и фазовый лаг наклона, оцениваемый в <5,0 тыс. лет, объясняет затухание наклона обратной связью наклон-сжатие как скрытым физическим механизмом в происхождении MPT. [13] Затухание наклона могло способствовать усилению реакции короткого эксцентриситета, смягчая «ледяное уничтожение» наклоном во время максимумов наклона (межледниковья), способствуя пропуску цикла наклона и усиленному обратной связью росту льда в короткой полосе эксцентриситета. [14]

Однако исследование 2020 года пришло к выводу, что окончание ледникового периода могло быть обусловлено наклоном земной оси со времени перехода в средний плейстоцен, что привело к более сильным летним температурам в Северном полушарии . [15] Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что колебания объема Западно-Антарктического ледяного щита продолжали в основном определяться колебаниями наклона земной оси примерно до 400 000 лет назад. [16]

Значительная смена фауны произошла среди остракод , бентосных и планктонных фораминифер Северного Ледовитого океана . [17]

На Аляске MPT вызвал чистую потерю массы в горах Святого Ильи , поскольку тектонический вклад массы в этот горный хребет превысил потерю массы из-за ледниковой эрозии. [18] Кольцевое течение уменьшилось в силе, способствуя охлаждению Северного полушария. [19]

В Европе MPT был связан с эпивиллафранкским -галерианским переходом и мог привести к локальному вымиранию, среди прочих таксонов, Puma pardoides , Megantereon whitei и Xenocyon lycaonoides . [20] Северная часть бассейна Северного моря впервые подверглась оледенению во время MPT. [21] Возросшая интенсивность трансгрессивно-регрессивных циклов зафиксирована в северной Италии . [22]

Похолодание, вызванное MPT, увеличило западную засушливость в западной части Таримского бассейна . [23] Количество осадков, выпадающих в период восточноазиатского летнего муссона (EASM), уменьшилось. [24] Пастбища расширились по всей Северо-Китайской равнине, а леса сократились. [25]

Во время MPT интенсивность индийского летнего муссона (ISM) снизилась. [26] В середине MPT произошло внезапное снижение денитрификации , вероятно, из-за повышенной растворимости кислорода во время удлиненных ледниковых периодов. [27] После MPT в Бенгальском заливе усилилась стратификация в результате усиления ISM, что привело к увеличению речного потока, что препятствовало перемешиванию и создавало неглубокий термоклин , при этом стратификация была сильнее во время интерстадиалов, чем стадиалов. Как это ни парадоксально, изменчивость Δδ 18 O в Бенгальском заливе между ледниковыми и межледниковыми периодами уменьшилась после MPT. [28]

В Австралии MPT привел к образованию дюн острова Фрейзер и песчаного массива Кулула. Увеличение амплитуды колебаний уровня моря привело к увеличению перераспределения осадков, хранящихся на морском дне, по всему континентальному шельфу . Развитие острова Фрейзер косвенно привело к образованию Большого Барьерного рифа , резко уменьшив поток осадков в область континентального шельфа к северу от острова Фрейзер, что является необходимым предварительным условием для роста коралловых рифов в таких огромных масштабах, как в Большом Барьерном рифе. [29]

В восточной части экваториальной части Тихого океана (EEP) денитрификация увеличивалась во время межледниковий и уменьшалась во время ледниковых периодов. [30] Рост глубоководных кораллов в комплексе Мауи-Нуи был усилен высокоамплитудными ледниковыми циклами, вызванными MPT, в то время как Acropora исчезла из этого рифового комплекса. [31] Разнообразие бентосных фораминифер в EEP сократилось. [32]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Маслин, Марк А.; Риджвелл, Энди Дж. (2005). «Революция среднего плейстоцена и миф об «эксцентричности»». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации . 247 (1): 19–34. Bibcode : 2005GSLSP.247...19M. doi : 10.1144/GSL.SP.2005.247.01.02. S2CID  73611295. Получено 19 апреля 2023 г.
  2. ^ abcde Бровкин, В.; Калов, Р.; Ганопольский, А.; Виллейт, М. (апрель 2019 г.). «Переход к среднему плейстоцену в ледниковых циклах, объясненный снижением содержания CO2 и удалением реголита | Science Advances». Science Advances . 5 (4): eaav7337. doi :10.1126/sciadv.aav7337. PMC 6447376 . PMID  30949580. 
  3. ^ Легрейн, Этьен; Парренен, Фредерик; Капрон, Эмили (23 марта 2023 г.). «Постепенное изменение, скорее всего, вызвало переход к середине плейстоцена, чем резкое событие». Communications Earth & Environment . 4 (1): 90. Bibcode :2023ComEE...4...90L. doi : 10.1038/s43247-023-00754-0 .
  4. ^ abc Clark, Peter U; Archer, David; Pollard, David; Blum, Joel D; Rial, Jose A; Brovkin, Victor; Mix, Alan C; Pisias, Nicklas G; Roy, Martin (2006). "The middle Pleistocene transition: characteristics, mechanism, and implications for long-term changes in atmosphere pCO2" (PDF) . Quaternary Science Reviews . 25 (23–24). Elsevier: 3150–3184. Bibcode :2006QSRv...25.3150C. doi :10.1016/j.quascirev.2006.07.008. Архивировано из оригинала (PDF) 31 августа 2017 г. . Получено 5 апреля 2019 г. .
  5. ^ Аб Ян, Южен; Курбатов Андрей Владимирович; Маевски, Пол А.; Шеклтон, Сара; Хиггинс, Джон А. (8 декабря 2022 г.). «Температура Восточной Антарктики в раннем плейстоцене в фазе с местной инсоляцией». Природа Геонауки . 16 (1): 50–55. doi : 10.1038/s41561-022-01095-x. S2CID  254484999 . Проверено 19 апреля 2023 г.
  6. ^ Ямамото, Масанобу; Клеменс, Стивен С.; Секи, Осаму; Цучия, Юко; Хуан, Юнсонг; Оиси, Рёта; Абэ-Оучи, Аяко (31 марта 2022 г.). «Повышение уровня межледникового CO2 в атмосфере последовало за переходом в середине плейстоцена». Природа Геонауки . 15 (4): 307–313. дои : 10.1038/s41561-022-00918-1. hdl : 2115/86913 . S2CID  247844873 . Проверено 20 января 2023 г.
  7. ^ Бейли, Ян; Болтон, Клара Т.; ДеКонто, Роберт М.; Поллард, Дэвид; Шибель, Ральф; Уилсон, Пол А. (26 марта 2010 г.). «Низкий порог для сплава льда в Северной Атлантике с «низкорасположенных скользких» позднеплиоценовых ледяных щитов». Палеокеанография и палеоклиматология . 25 (1): 1–14. Bibcode : 2010PalOc..25.1212B. doi : 10.1029/2009PA001736 .
  8. ^ Паньери, Джулиана; Книс, Йохен; Вадаккепулиямбатта, Сунил; Ли, Амиция Л.; Шуберт, Карстен Дж. (8 апреля 2023 г.). «Свидетельства выбросов метана в Арктике в середине плейстоцена». Связь Земля и окружающая среда . 4 (1): 109. Бибкод : 2023ComEE...4..109P. дои : 10.1038/s43247-023-00772-y . ISSN  2662-4435.
  9. ^ «Chalk et al. (2017): Причины усиления ледникового периода в переходный период среднего плейстоцена, PNAS 12 декабря 2017 г. 114 (50) 13114-13119».
  10. ^ Госс, GA; Руни, AD (1 декабря 2023 г.). «Изменения в ледниковых циклах среднего плейстоцена: новые идеи из изотопов осмия». Quaternary Science Reviews . 321 : 108357. doi : 10.1016/j.quascirev.2023.108357 . Получено 7 ноября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  11. ^ Farmer, JR; Hönisch, B.; Haynes, LL; Kroon, D.; Jung, S.; Ford, HL; Raymo, ME; Jaume-Seguí, M.; Bell, DB; Goldstein, SL; Pena, LD; Yehudai, M.; Kim, J. (8 апреля 2019 г.). «Глубокое хранение углерода в Атлантическом океане и рост 100 000-летних ледниковых циклов». Nature Geoscience . 12 (5): 355–360. Bibcode : 2019NatGe..12..355F. doi : 10.1038/s41561-019-0334-6. hdl : 20.500.11820/a56ecd3b-7adc-4d37-8ca2-8e17440b1ff5 . ISSN  1752-0908. S2CID  133953916 . Получено 20 декабря 2023 г. .
  12. ^ Виаджи, Паоло (21 ноября 2023 г.). «Глобальные доказательства затухания наклона в климатических косвенных показателях и данных об уровне моря за последние 1,2 млн лет: недостающее звено для перехода к середине плейстоцена». Geosciences . 13 (12): 354. Bibcode :2023Geosc..13..354V. doi : 10.3390/geosciences13120354 . ISSN  2076-3263.
  13. ^ Levrard, B.; Laskar, J. (сентябрь 2003 г.). «Климатическое трение и наклон Земли». Geophysical Journal International . 154 (3): 970–990. Bibcode : 2003GeoJI.154..970L. doi : 10.1046/j.1365-246X.2003.02021.x .
  14. ^ Хайберс, Питер (январь 2007 г.). «Изменчивость ледников за последние два миллиона лет: расширенная возрастная модель, полученная на основе глубины, непрерывный темп наклона и прогрессия плейстоцена». Quaternary Science Reviews . 26 (1–2): 37–55. Bibcode : 2007QSRv...26...37H. doi : 10.1016/j.quascirev.2006.07.013 . Получено 2 июня 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  15. ^ Петра Бахо и др. (2020). «Постоянное влияние наклона земной оси на окончание ледникового периода с момента перехода к среднему плейстоцену». Science . Vol. 367, no. 6483. pp. 1235–1239. doi :10.1126/science.aaw1114.
  16. ^ Онайзер, Кристиан; Хульбе, Кристина Л.; Белтран, Кэтрин; Риссельман, Кристина Р.; Мой, Кристофер М.; Кондон, Донна Б.; Уортингтон, Рэйчел А. (5 декабря 2022 г.). «Изменчивость объема льда Западной Антарктиды определялась наклоном до 400 000 лет назад». Nature Geoscience . 16 : 44–49. doi :10.1038/s41561-022-01088-w. S2CID  254326281 . Получено 19 апреля 2023 г. .
  17. ^ Cronin, TM; DeNinno, LH; Polyak, L.; Caverly, EK; Poore, RZ; Brenner, A.; Rodriguez-Lazaro, J.; Marzen, RE (сентябрь 2014 г.). «Quaternary ostracode and foraminiferal biostratigraphy and paleoceanography in the western Arctic Ocean». Marine Micropaleontology . 111 : 118–133. doi :10.1016/j.marmicro.2014.05.001 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  18. ^ Gulick, Sean PS; Jaeger, John M.; Mix, Alan C.; Asahi, Hirofumi; Bahlburg, Heinrich; Belanger, Christina L.; Berbel, Glaucia BB; Childress, Laurel; Cowan, Ellen; Drab, Laureen; Forwick, Matthias; Fukumura, Akemi; Ge, Shulan; Gupta, Shyam; Kioka, Arata (23 ноября 2015 г.). «Климатический переход в середине плейстоцена приводит к потере чистой массы из-за быстрого подъема гор Св. Ильи, Аляска». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 112 (49): 15042–15047. doi :10.1073/pnas.1512549112. ISSN  0027-8424. PMC 4679047 . PMID  26598689 . Получено 7 ноября 2024 г. . 
  19. ^ Хюбшер, Кристиан; Нюрнберг, Дирк (февраль 2023 г.). «Ослабление петлевого течения после перехода в середине плейстоцена способствует охлаждению северного полушария». Морская геология . 456 : 106976. doi : 10.1016/j.margeo.2022.106976 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  20. ^ Паломбо, Мария Рита (19 мая 2016 г.). «ДИНАМИКА ФАУНЫ КРУПНЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ В ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ В КОНЦЕ РАННЕГО ПЛЕЙСТОЦЕНА: ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ БИОХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ И КОРРЕЛЯЦИИ ФАУН МЛЕКОПИТАЮЩИХ». Alpine and Mediterranean Quaternary . 29 (2): 143–168 . Получено 25 февраля 2024 г. .
  21. ^ Рейнарди, Бенедикт Т.И.; Хьельстуен, Берит О.; Сейруп, Ганс Петтер; Огедал, Ганс; Йорстад, Арильд (15 февраля 2017 г.). «Позднеплиоцен-плейстоценовая среда и ледниковая история северной части Северного моря». Четвертичные научные обзоры . 158 : 107–126. doi :10.1016/j.quascirev.2016.12.022 . Проверено 7 ноября 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
  22. ^ Капоцци, Росселла; Пикотти, Винченцо; Браччи, Валентина Алиса; Кариди, Франческа; Саббатини, Анна; Тавиани, Марко; Бернаскони, Стефано; Негри, Алессандра (1 апреля 2024 г.). «Переход среднего плейстоцена на обмеливающем шельфе: тектонические и эвстатические воздействия в палеообстановке разреза Энца, горный фронт Северных Апеннин». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 639 : 112087. doi : 10.1016/j.palaeo.2024.112087. hdl : 10281/459999 . Проверено 9 сентября 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
  23. ^ Лю, Хунъе; Чжан, Руй; Гу, Яньшэн; Дай, Гаовэнь; Ли, Линь; Гуань, Шуо; Фу, Чжунбяо (15 декабря 2023 г.). «Засушливость на западе Таримского бассейна, вызванная глобальным похолоданием с момента перехода в середине плейстоцена». Quaternary Science Reviews . 322 : 108412. doi : 10.1016/j.quascirev.2023.108412 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  24. ^ Чжань, Тао; Ян, Е; Лян, Янься; Лю, Сяоянь; Цзэн, Фанмин; Гэ, Цзюньи; Ма, Юнфа; Чжао, Кэлян; Чжоу, Синин; Цзян, Ся; Хуан, Жунфу; Ван, Сюнь; Чжоу, Синь; Дэн, Чэнлун (1 февраля 2023 г.). «Уменьшение осадков летних муссонов во время перехода к среднему плейстоцену, выявленное по данным пыльцы из озерных отложений Северо-Восточной равнины Китая». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 611 : 111357. doi : 10.1016/j.palaeo.2022.111357 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  25. ^ Чжоу, Синин; Ян, Цзилун; Ван, Шици; Сяо, Гоцяо; Чжао, Кэлян; Чжэн, Янь; Шэнь, Хуэй; Ли, Сяоцян (15 сентября 2018 г.). «Изменение растительности и эволюционная реакция фауны крупных млекопитающих во время перехода к среднему плейстоцену в умеренном северном поясе Восточной Азии». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 505 : 287–294. doi :10.1016/j.palaeo.2018.06.007 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  26. ^ Ли, Чонмин; Ким, Сонхан; Ким, Бу-Кын (15 декабря 2020 г.). «Сдвиг палеопродуктивности в северо-западном заливе Бенгалии (сайт IODP U1445) в переходном периоде среднего плейстоцена в ответ на ослабление летнего индийского муссона». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 560 : 110018. doi : 10.1016/j.palaeo.2020.110018 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  27. ^ Трипати, Шубхам; Тивари, Маниш; Бехера, Падмасини (15 августа 2023 г.). «Длительная изменчивость южноазиатских муссонов и ослабленная денитрификация во время перехода к среднему плейстоцену». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 624 : 111637. doi : 10.1016/j.palaeo.2023.111637 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  28. ^ Бхадра, Судхира Р.; Сарасват, Раджив; Кумар, Санджив; Верма, Сангита; Наик, Динеш Кумар (август 2023 г.). «Переход в середине плейстоцена изменил структуру верхней водной колонны в Бенгальском заливе». Глобальные и планетарные изменения . 227 : 104174. Bibcode : 2023GPC...22704174B. doi : 10.1016/j.gloplacha.2023.104174 . Получено 10 июня 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  29. ^ Эллертон, Д.; Риттенур, ТМ; Шульмейстер, Дж.; Робертс, АП; Миот да Силва, Г.; Гонц, А.; Хесп, ПА; Мосс, Т.; Паттон, Н.; Сантини, Т.; Уэлш, К.; Чжао, X. (14 ноября 2022 г.). «Остров Фрейзер (К'гари) и начало Большого Барьерного рифа связаны изменением уровня моря в среднем плейстоцене». Nature Geoscience . 15 (12): 1017–1026. Bibcode :2022NatGe..15.1017E. doi : 10.1038/s41561-022-01062-6 . S2CID  253538370.
  30. ^ Diz, Paula; Pérez-Arlucea, Marta (1 сентября 2021 г.). «Southern Ocean sourced waters modulate Eastern Equatorial Pacific denitrification during the Mid-Pleistocene transition». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 577 : 110531. doi : 10.1016/j.palaeo.2021.110531. hdl : 11093/2308 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  31. ^ Faichney, Iain DE; Webster, Jody M.; Clague, David A.; Braga, Juan C.; Renema, Willem; Potts, Donald C. (15 января 2011 г.). «Влияние перехода в середине плейстоцена на состав подводных рифов комплекса Мауи-Нуи, Гавайи». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 299 (3): 493–506. doi :10.1016/j.palaeo.2010.11.027. ISSN  0031-0182 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  32. ^ Diz, Paula; Peñalver-Clavel, Irene; Hernández-Almeida, Iván; Bernasconi, Stefano M. (1 февраля 2020 г.). «Изменения окружающей среды в восточной части экваториальной части Тихого океана во время перехода в средний плейстоцен и их влияние на последнее глобальное вымирание бентосных фораминифер». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 539 : 109487. doi : 10.1016/j.palaeo.2019.109487 . Получено 9 сентября 2024 г. – через Elsevier Science Direct.