stringtranslate.com

Средний миоценовый разрыв

Климатический переход в среднем миоцене ( MMCT ) был относительно устойчивым периодом похолодания климата, который произошел около середины миоцена , примерно 14 миллионов лет назад (млн лет назад), во время лангийской стадии [1] , и привел к росту объемов ледяного покрова во всем мире и восстановлению льда Восточно-Антарктического ледникового покрова (EAIS). [2] Термин «разрушение в среднем миоцене», альтернативно « вымирание в среднем миоцене» или «пик вымирания в среднем миоцене» относится к волне вымираний наземных и водных форм жизни, которые произошли в течение этого климатического интервала. Этому периоду предшествовал климатический оптимум в среднем миоцене (MMCO), период относительного тепла от 18 до 14 млн лет назад. [3] Похолодание, которое привело к разрушению в среднем миоцене, в первую очередь объясняется тем, что CO2 вытягивался из атмосферы Земли органическим материалом, прежде чем попасть в различные места, такие как формация Монтерей . [4] Они могли быть усилены изменениями в океанической и атмосферной циркуляции из-за дрейфа континентов . [1] Кроме того, могли сыграть свою роль и факторы, связанные с орбитальным движением . [5]

Эффекты

Одним из основных последствий похолодания климата, которое имело место в этот период времени, был рост EAIS, [6] [4], называемый расширением Восточно-Антарктического ледникового щита (EAIE). [7] Тепловой сдвиг от влажных к холодным ледникам зафиксирован в Трансантарктических горах около 13,94 млн лет назад, что отражает среднегодовое падение температуры на 25-30 °C. [8] Считается, что значительные участки льда на Антарктическом континенте начали расти в начале разрушения среднего миоцена и продолжали расширяться примерно до 10 млн лет назад. [9] Этот рост в первую очередь объясняется изменениями в океанических и атмосферных течениях, происходящими по орбите , с возможным усилением из-за значительного падения содержания углекислого газа в атмосфере (ppm): содержание CO 2 в атмосфере временно снизилось примерно с 300 до 140 ppm, что оценивается по соотношению между уровнями CO 2 в атмосфере и уровнями pH в океане, определяемыми изотопными уровнями бора в карбонате кальция. [2] Одним из основных показателей значительного роста глобального ледяного покрова является более высокая концентрация 18 O, обнаруженная в бентосных фораминиферах из океанических осадочных кернов в этот период времени. В периоды роста ледяного покрова более легкие изотопы 16 O, обнаруженные в океанской воде, вытягиваются в виде осадков и консолидируются в ледяных покровах, в то время как более высокая концентрация 18 O остается для использования фораминиферами. [10] Изменение фазы >180° в 41-тысячелетнем цикле наклона около 14,0–13,8 млн лет назад также было интерпретировано как сигнал EAIE. [7]

Во время MMCT широтный градиент осадков снизился в Европе, хотя он увеличился в краткосрочные периоды потепления, наложенные на более широкую тенденцию к охлаждению, [11] тогда как сезонность средней температуры увеличилась. [12] Глобальное похолодание во время MMCT вызвало аридизацию в Северной Африке и Южной Азии . [13] В базальтовой группе реки Колумбия (CRBG) прекращение каолин-продуцирующих педогенных процессов произошло в начале MMCT и использовалось в качестве косвенных маркеров для конца MMCO. [14] Юго-западная Австралия продемонстрировала самые засушливые условия, которые она наблюдала за любой интервал миоцена, в то время как северо-западная Австралия также была гипераридной. [15] В бассейне Кайдам силикатное выветривание резко снизилось около 12,6 млн лет назад, что указывает на крупное событие аридизации. [16]

Значительное падение как температуры, так и температуры глубоководного океана, измеренное по дельте 18 O после климатического оптимума среднего миоцена.

Предполагаемые причины

Основной причиной похолодания, произошедшего в результате MMCO, было изменение уровня CO2 в атмосфере . [ 1] Падение концентрации CO2 в атмосфере было связано с падением газа в органический материал, отложившийся вдоль континентальных окраин, таких как формация Монтерей в прибрежной Калифорнии , объяснение известно как гипотеза Монтерея. [17] Считается, что эти участки снижения CO2 были достаточно обширными, чтобы снизить концентрацию CO2 в атмосфере примерно с 300 до 140 частей на миллион и привести к процессам глобального похолодания, которые способствовали расширению EAIS . [ 2]

Захоронение органического углерода на суше, о чем свидетельствует широко распространенное образование залежей лигнита в это время, также внесло значительный вклад в снижение p CO 2 . [18]

Другая гипотеза заключается в том, что причиной ММСТ стало усиленное силикатное выветривание поднимающихся Гималаев , но это противоречит геологическим данным из системы реки Инд . [19]

Как и значительные изменения в концентрации парниковых газов , изменения в циркуляции океана привели к крупным климатическим и биотическим изменениям. Изменения циркуляции океана, которые произошли во время MMCT, определяются увеличением производства антарктических донных вод (AABW), прекращением доставки соленой воды в Южный океан из Индийского океана и дополнительным производством североатлантических глубинных вод (NADW). [10] Считается, что сокращение транспортировки воды из теплого Индийского океана в холодный Южный океан является причиной увеличения производства AABW. [20] Считается, что морской путь Тетис закрылся примерно в это время, усугубив нарушения моделей циркуляции океана, которые вызвали MMCT. [1] Охлаждение Южного океана было связано с ростом EAIS. [21]

Дополнительная предполагаемая причина нарушения среднего миоцена была приписана сдвигу от солнечного инсоляционного цикла, в котором доминирует наклон, к циклу, в котором доминирует эксцентриситет (см. циклы Миланковича ). Это изменение было бы достаточно значительным для условий вблизи Антарктического континента, чтобы допустить оледенение. [5]

Событие вымирания

Нарушение среднего миоцена считается значительным событием вымирания и анализировалось с точки зрения важности возможной периодичности между событиями вымирания. Исследование Дэвида Раупа и Джека Сепкоски показало, что существует статистически значимая средняя периодичность (где P меньше .01) около 26 миллионов лет для 12 основных событий вымирания. Ведутся споры о том, вызвана ли эта потенциальная периодичность каким-то набором повторяющихся циклов или биологическими факторами. [22]

Резкое падение производства карбонатов, известное как миоценовый карбонатный крах ( MCC ), произошло в раннем тортоне, вскоре после похолодания; это событие, как правило, считается вызванным изменениями термохалинной циркуляции, вызванными нарушением среднего миоцена. [23] Было высказано предположение , что изменения интенсивности и сезонности индийского муссона привели к этому изменению циркуляции океана. [24] Другая гипотеза об крахе предполагает сокращение и обмеление Центральноамериканского морского пути, что ограничило обмен водными массами между Атлантическим и Тихим океанами. [25] Доказательства этого события известны из Индийского океана, Тихого океана, Атлантического океана, Карибского моря и Средиземного моря, что позволяет предположить, что сокращение численности морских организмов, производящих карбонаты, было глобальным явлением. [23]

Одним из других основных эффектов похолодания климата в среднем миоцене было биотическое воздействие на наземные и океанические формы жизни. Основным примером этих вымираний является наблюдаемое появление Varanidae , хамелеонов , Cordylidae , Tomistominae , Alligatoridae и гигантских черепах в течение миоценового климатического оптимума (от 18 до 16 млн лет назад) в Центральной Европе (палеоширота 45-42° с. ш.). Затем последовал крупный и постоянный этап похолодания, отмеченный разрывом среднего миоцена между 14,8 и 14,1 млн лет назад. Было отмечено, что два крокодила родов Gavialosuchus и Diplocynodon существовали в этих северных широтах до постоянного этапа похолодания, но затем вымерли между 14 и 13,5 млн лет назад. [26] Другим индикатором, который мог бы привести к вымиранию, является консервативная оценка того, что температура в Антарктическом регионе могла понизиться по крайней мере на 8 o C в летние месяцы 14 млн лет назад. Это похолодание Антарктиды, наряду со значительными изменениями температурных градиентов в Центральной Европе, на которые указывает исследование Мадлен Бёме об эктотермных позвоночных, предоставляет доказательства того, что растительная и животная жизнь должна была мигрировать или адаптироваться, чтобы выжить. [27]

Ссылки

  1. ^ abcd Hamon, N.; Sepulchre, P.; Lefebvre, V.; Ramstein, G. (28 ноября 2013 г.). «Роль закрытия восточного морского пути Тетис в климатическом переходе среднего миоцена (около 14 млн лет назад)». Climate of the Past . 9 (6): 2687–2702. Bibcode : 2013CliPa...9.2687H. doi : 10.5194/cp-9-2687-2013 . ISSN  1814-9332 . Получено 31 декабря 2023 г.
  2. ^ abc Пирсон, Пол Н.; Палмер, Мартин Р. (2000). «Концентрация углекислого газа в атмосфере за последние 60 миллионов лет». Nature . 406 (6797): 695–699. Bibcode :2000Natur.406..695P. doi :10.1038/35021000. PMID  10963587. S2CID  205008176.
  3. ^ Scotese, Christopher R.; Song, Haijun; Mills, Benjamin JW; van der Meer, Douwe G. (1 апреля 2021 г.). «Палеотемпературы фанерозоя: изменение климата Земли за последние 540 миллионов лет». Earth-Science Reviews . 215 : 103503. Bibcode : 2021ESRv..21503503S. doi : 10.1016/j.earscirev.2021.103503. S2CID  233579194. Получено 24 декабря 2023 г.
  4. ^ ab Шевенелл, Амелия Э .; Кеннетт, Джеймс П.; Ли, Дэвид У. (17 сентября 2004 г.). «Охлаждение Южного океана в среднем миоцене и расширение антарктической криосферы». Science . 305 (5691): 1766–1770. Bibcode :2004Sci...305.1766S. doi :10.1126/science.1100061. ISSN  0036-8075. PMID  15375266. S2CID  27369039.
  5. ^ ab Holbourn, Ann; Kuhnt, Wolfgang; Schulz, Michael; Erlenkeuser, Helmut (24 ноября 2005 г.). «Влияние орбитального воздействия и атмосферного углекислого газа на расширение миоценового ледяного щита». Nature . 438 (7067): 483–487. Bibcode :2005Natur.438..483H. doi :10.1038/nature04123. PMID  16306989. S2CID  4406410 . Получено 19 апреля 2023 г. .
  6. ^ Langebroek, PM; Paul, A.; Schulz, M. (22 октября 2009 г.). «Реакция антарктического ледяного щита на атмосферный CO<sub>2</sub> и инсоляцию в среднем миоцене». Climate of the Past . 5 (4): 633–646. Bibcode : 2009CliPa...5..633L. doi : 10.5194/cp-5-633-2009 . ISSN  1814-9332 . Получено 4 июля 2024 г.
  7. ^ ab Tian, ​​Jun; Yang, Mei; Lyle, Mitchell W.; Wilkens, Roy; Shackford, Julia K. (11 марта 2013 г.). «Наклонная и длинная эксцентриситетная динамика климатического перехода в среднем миоцене». Геохимия, геофизика, геосистемы . 14 (6): 1740–1755. Bibcode : 2013GGG....14.1740T. doi : 10.1002/ggge.20108. ISSN  1525-2027 . Получено 31 декабря 2023 г.
  8. ^ Льюис, AR; Марчант, DR; Эшворт, AC; Хемминг, SR; Махлус, ML (1 ноября 2007 г.). «Крупное глобальное изменение климата в среднем миоцене: свидетельства из Восточной Антарктиды и Трансантарктических гор». Бюллетень Геологического общества Америки . 119 (11–12): 1449–1461. doi :10.1130/0016-7606(2007)119[1449:MMMGCC]2.0.CO;2. ISSN  0016-7606 . Получено 31 декабря 2023 г.
  9. ^ Zachos, James C.; Pagani, Mark; Sloan, Lisa; Thomas, Ellen ; Billups, Katharina (27 апреля 2001 г.). «Тенденции, ритмы и отклонения в глобальном климате за 65 млн лет до настоящего времени» (PDF) . Science . 292 (5517): 686–693. Bibcode :2001Sci...292..686Z. doi :10.1126/science.1059412. ISSN  0036-8075. PMID  11326091. S2CID  2365991 . Получено 19 апреля 2023 г. .
  10. ^ ab Flower, BP; Kennett, JP (декабрь 1993 г.). «Переход океан-климат в среднем миоцене: изотопные данные кислорода и углерода высокого разрешения с участка 588A проекта глубоководного бурения, юго-западная часть Тихого океана». Палеокеанография и палеоклиматология . 8 (6): 811–843. Bibcode : 1993PalOc...8..811F. doi : 10.1029/93pa02196.
  11. ^ Бёме, Мадлен; Винкльхофер, Михаэль; Ильг, Август (1 мая 2011 г.). «Осадки миоцена в Европе: временные тенденции и пространственные градиенты». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . Неоген Евразии: пространственные градиенты и временные тренды — Второй синтез NECLIME. 304 (3): 212–218. Bibcode : 2011PPP...304..212B. doi : 10.1016/j.palaeo.2010.09.028. ISSN  0031-0182 . Получено 11 января 2024 г. — через Elsevier Science Direct.
  12. ^ Bruch, Angela A.; Utescher, Torsten; Mosbrugger, Volker (1 мая 2011 г.). «Precipitation patterns in the Miocene of Central Europe and the development ofcontinentality». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . Неоген Евразии: пространственные градиенты и временные тренды — второй синтез NECLIME. 304 (3): 202–211. Bibcode : 2011PPP...304..202B. doi : 10.1016/j.palaeo.2010.10.002. ISSN  0031-0182 . Получено 11 января 2024 г. — через Elsevier Science Direct.
  13. ^ Чжан, Цзянь; Ху, Юнъюнь; Чжу, Чэньгуан; Флёгель, Саша; Фан, Сяоминь; Сан, Джимин (1 июня 2023 г.). «Моделирование эффектов глобального похолодания и закрытия Тетического морского пути на климат Северной Африки и Южной Азии во время климатического перехода в среднем миоцене». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 619 : 111541. Bibcode : 2023PPP...61911541Z. doi : 10.1016/j.palaeo.2023.111541 . Получено 4 июля 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  14. ^ Хоббс, Кевин Майкл; Пэрриш, Джудит Тотман (1 сентября 2016 г.). «Глобальные изменения миоцена, зафиксированные в базальтовых палеосолях реки Колумбия». Бюллетень Геологического общества Америки . 128 (9–10): 1543–1554. Bibcode : 2016GSAB..128.1543H. doi : 10.1130/B31437.1. ISSN  0016-7606 . Получено 11 января 2024 г. – через GeoScienceWorld.
  15. ^ Груневельд, Йерун; Хендерикс, Йоринтье; Ренема, Виллем; МакХью, Сесилия М.; Де Влишоувер, Дэвид; Кристенсен, Бет А.; Фулторп, Крейг С.; Воссоединение, Ларс; Галлахер, Стивен Дж.; Богус, Кара; Ауэр, Джеральд; Исива, Такэсигэ; Ученые экспедиции 356 (5 мая 2017 г.). «Отложения австралийского шельфа демонстрируют сдвиги в миоценовых западных широтах южного полушария». Достижения науки . 3 (5): e1602567. Бибкод : 2017SciA....3E2567G. дои : 10.1126/sciadv.1602567. ISSN  2375-2548. ПМЦ 5425240 . PMID  28508066. {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Бао, Цзин; Сун, Чуньхуэй; Ян, Ибо; Фан, Сяоминь; Мэн, Цинцюань; Фэн, Ин; Хэ, Пэнцзюй (1 февраля 2019 г.). «Снижение интенсивности химического выветривания в бассейне Цайдам (северо-восточное Тибетское плато) в позднем кайнозое». Журнал азиатских наук о Земле . 170 : 155–165. Bibcode : 2019JAESc.170..155B. doi : 10.1016/j.jseaes.2018.10.018. ISSN  1367-9120. S2CID  133933898. Получено 31 декабря 2023 г.
  17. ^ Kashiwagi, Hirohiko; Shikazono, Naotatsu (25 октября 2003 г.). «Изменение климата в кайнозое, выведенное из модели глобального углеродного цикла, включая магматическую и гидротермальную деятельность». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 199 (3): 167–185. Bibcode : 2003PPP...199..167K. doi : 10.1016/S0031-0182(03)00506-6. ISSN  0031-0182 . Получено 11 января 2024 г. – через Elsevier Science Direct.
  18. ^ Дистер-Хаас, Лизелотт; Биллапс, Катарина; Грёкке, Даррен Р.; Франсуа, Луи; Лефевр, Винсент; Эмейс, Кей К. (18 февраля 2009 г.). "Среднемиоценовая палеопродуктивность в Атлантическом океане и ее последствия для глобального углеродного цикла". Палеокеанография и палеоклиматология . 24 (1). Bibcode : 2009PalOc..24.1209D. doi : 10.1029/2008PA001605. ISSN  0883-8305 . Получено 11 января 2024 г.
  19. ^ Клифт, Питер Д.; Джонелл, Тара Н. (28 апреля 2021 г.). «Гималайско-тибетская эрозия не является причиной неогенового глобального похолодания». Geophysical Research Letters . 48 (8). Bibcode : 2021GeoRL..4887742C. doi : 10.1029/2020GL087742. ISSN  0094-8276 . Получено 11 января 2024 г. – через Американский геофизический союз.
  20. ^ Флауэр, Бенджамин П.; Кеннетт, Джеймс П. (1 апреля 1994 г.). «Климатический переход в среднем миоцене: развитие восточно-антарктического ледяного щита, циркуляция в глубине океана и глобальный цикл углерода». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 108 (3): 537–555. Bibcode :1994PPP...108..537F. doi :10.1016/0031-0182(94)90251-8. ISSN  0031-0182 . Получено 31 декабря 2023 г. .
  21. ^ Leutert, Thomas J.; Auderset, Alexandra; Martínez-García, Alfredo; Modestou, Sevasti; Meckler, A. Nele (31 августа 2020 г.). «Связанное охлаждение Южного океана и расширение ледяного щита Антарктиды в среднем миоцене». Nature Geoscience . 13 (9): 634–639. Bibcode :2020NatGe..13..634L. doi :10.1038/s41561-020-0623-0. hdl : 11250/2735798 . ISSN  1752-0908. S2CID  221381641 . Получено 31 декабря 2023 г. .
  22. ^ Raup, DM; Sepkoski, JJ (1 февраля 1984 г.). «Периодичность вымираний в геологическом прошлом». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (3): 801–805. Bibcode :1984PNAS...81..801R. doi : 10.1073/pnas.81.3.801 . ISSN  0027-8424. PMC 344925 . PMID  6583680. 
  23. ^ ab Torfstein, Adi; Steinberg, Josh (14 августа 2020 г.). «Олиго-миоценовое закрытие океана Тетис и эволюция прото-Средиземноморского моря». Scientific Reports . 10 (1): 13817. doi :10.1038/s41598-020-70652-4. PMC 7427807 . PMID  32796882. 
  24. ^ Любберс, Джулия; Кюнт, Вольфганг; Холборн, Энн Э.; Болтон, Клара Т.; Грей, Эммелин; Усуи, Йоичи; Кохханн, Карлос Г. Д.; Бейль, Себастьян; Андерсен, Нильс (16 апреля 2019 г.). "The Middle to Late Miocene "Carbonate Crash" in the Equatorial Indian Ocean". Палеокеанография и палеоклиматология . 34 (5): 813–832. Bibcode : 2019PaPa...34..813L. doi : 10.1029/2018PA003482. S2CID  146593169. Получено 19 апреля 2023 г.
  25. ^ Nisancioglu, Kerim Hestnes; Raymo, Maureen; Stone, Peter H. (11 февраля 2003 г.). «Реорганизация циркуляции глубоководных вод миоцена в ответ на обмеление Центральноамериканского морского пути». Палеокеанография и палеоклиматология . 18 (1): 6-1–6-12. Bibcode : 2003PalOc..18.1006N. doi : 10.1029/2002PA000767 . Получено 21 апреля 2023 г.
  26. ^ Бёме, Мадлен (ноябрь 2001 г.). «Климатический оптимум миоцена: данные по эктотермным позвоночным Центральной Европы» (PDF) . Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология . 195 (3–4): 389–401. doi :10.1016/S0031-0182(03)00367-5 . Получено 19 апреля 2023 г. .
  27. ^ Льюис, Адам Р.; Марчант, Дэвид Р.; Эшворт, Аллан К.; Хеденас, Ларс; Хемминг, Сидни Р .; Джонсон, Джесси В.; Ленг, Мелани Дж.; Махлус, Малка Л.; Ньютон, Анджела Э. (5 августа 2008 г.). «Охлаждение в середине миоцена и вымирание тундры в континентальной Антарктиде». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (31): 10676–10680. Bibcode : 2008PNAS..10510676L. doi : 10.1073/pnas.0802501105 . ISSN  0027-8424 . PMC 2495011. PMID  18678903 . Получено 19 апреля 2023 г. 

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки