stringtranslate.com

Генрих событие

Реконструкция того, как, вероятно, протекали бы события Генриха: ледниковый покров Лаврентиды сначала достиг неустойчивого положения, когда основание его периферии становится слишком теплым, а затем быстро терял лед, пока не уменьшился до устойчивого размера [1]

Событие Генриха — это природное явление, при котором большие группы айсбергов отрываются от ледникового щита Лаврентиды и пересекают Гудзонов пролив в Северную Атлантику. [2] Впервые описаны морским геологом Хартмутом Генрихом , [3] они произошли в течение пяти из последних семи ледниковых периодов за последние 640 000 лет. [4] События Генриха особенно хорошо задокументированы для последнего ледникового периода, но заметно отсутствуют в предпоследнем оледенении . [5] Айсберги содержали горную массу, которая была разрушена ледниками, и по мере их таяния этот материал падал на морское дно в виде сплавляемых по льду обломков (сокращенно «IRD»), образуя отложения, называемые слоями Генриха .

Таяние айсбергов привело к поступлению огромного количества пресной воды в Северную Атлантику. Такое поступление холодной и пресной воды вполне могло изменить обусловленные плотностью модели термохалинной циркуляции океана и часто совпадать с признаками глобальных колебаний климата.

Для объяснения причин событий Генриха были предложены различные механизмы, большинство из которых подразумевают нестабильность массивного Лаврентидского ледникового щита, континентального ледникового щита, покрывающего большую часть северо-востока Северной Америки во время последнего ледникового периода. Потенциально были вовлечены и другие ледниковые щиты северного полушария, такие как Фенноскандинавский и Исландско-Гренландский . Однако первопричина этой нестабильности до сих пор обсуждается.

Описание

Событие H1 Генриха произошло в плейстоцене , около 16 000 лет назад. Эволюция температуры в послеледниковый период после последнего ледникового периода по данным кернов льда Гренландии . [6]
Хронология климатических событий, важных для последнего ледникового периода (~ последние 120 000 лет), зафиксированных в кернах полярных льдов, и приблизительное относительное положение событий Генриха, первоначально зарегистрированных в кернах морских отложений Северной Атлантического океана. Светло-фиолетовая линия: δ 18 O из керна льда NGRIP (Гренландия), пермил (члены NGRIP, 2004 г.). Оранжевые точки: реконструкция температуры на буровой площадке NGRIP (Киндлер и др ., 2014). Темно-фиолетовая линия: δ 18 O из керна льда EDML (Антарктида), пермил (члены сообщества EPICA, 2006). Серые зоны: основные события Генриха, в основном Лаврентийского происхождения (H1, H2, H4, H5). Серая штриховка: основные события Генриха, преимущественно европейского происхождения (H3, H6). Светло-серая штриховка и номера от C-14 до C-25: незначительные слои IRD, зарегистрированные в кернах морских отложений Северной Атлантики (Chapman et al ., 1999). От HS-1 до HS-10: Генрих Стадиал (HS, Heinrich, 1988; Расмуссен и др ., 2003; Рашид и др ., 2003). От GS-2 до GS-24: Стадион Гренландии (GS, Расмуссен и др ., 2014). От AIM-1 до AIM-24: Максимум антарктических изотопов (AIM, члены сообщества EPICA, 2006 г.). Записи ледяных кернов Антарктиды и Гренландии показаны в их общей временной шкале AICC2012 (Базин и др ., 2013; Верес и др ., 2013).

Строгое определение событий Генриха — это климатическое событие, вызывающее слой IRD, наблюдаемый в кернах морских отложений Северной Атлантики: массивный коллапс шельфовых ледников северного полушария и последующий выброс огромного количества айсбергов. В более широком смысле название «событие Генриха» может также относиться к связанным с ним климатическим аномалиям, зарегистрированным в других местах земного шара примерно в те же периоды времени. События происходят быстро: они длятся, вероятно, менее тысячелетия, продолжительность варьируется от одного события к другому, а их внезапное начало может произойти всего за несколько лет. [7] События Генриха четко наблюдаются во многих кернах морских отложений Северной Атлантики, охватывающих последний ледниковый период; более низкое разрешение осадочной летописи до этого момента затрудняет вывод о том, произошли ли они во время других ледниковых периодов в истории Земли. Некоторые исследователи идентифицируют событие Младшего Дриаса как событие Генриха, что делает его событием H0 ( таблица справа ). [8] [9]

События Генриха, по-видимому, связаны с некоторыми, но не со всеми, холодными периодами, предшествующими событиям быстрого потепления, известным как события Дансгаарда-Эшгера (DO) , которые лучше всего фиксируются в ледяном ядре NGRIP Гренландии. Однако трудности с синхронизацией кернов морских отложений и кернов льда Гренландии в одном и том же временном масштабе вызвали вопросы относительно точности этого утверждения.

Потенциальный климатический отпечаток событий Генриха

Первоначальные наблюдения Генриха касались шести слоев кернов океанских отложений с чрезвычайно высокой долей пород континентального происхождения, « каменных фрагментов », размером от 180 мкм до 3 мм ( 1 ⁄ 8  дюйма). [3] Фракции большего размера не могут переноситься океанскими течениями и, таким образом, интерпретируются как переносимые айсбергами или морским льдом, которые откололись от ледников или шельфовых ледников и сбросили обломки на морское дно по мере таяния айсбергов. Геохимический анализ IRD может предоставить информацию о происхождении этих обломков: в основном это большой Лаврентидский ледниковый щит, покрывавший тогда Северную Америку во время событий Генриха 1, 2, 4 и 5, и, наоборот, европейские ледниковые щиты в случае второстепенных событий 3 и 5. 6. Характер событий в кернах отложений значительно варьируется в зависимости от расстояния от региона источника. Для событий Лаврентидского происхождения существует пояс IRD примерно на 50° северной широты, известный как пояс Руддимана, простирающийся примерно на 3000 км (1900 миль) от североамериканского источника в сторону Европы и утончающийся на порядок от Лабрадора. Море до европейского конца нынешнего маршрута айсбергов (Grousset et al ., 1993). Во время событий Генриха в океан стекают огромные объемы пресной воды. Для события Генриха 4 на основе модельного исследования, воспроизводящего изотопную аномалию океанического кислорода 18, поток пресной воды оценен в 0,29±0,05  Свердрупа с продолжительностью 250±150 лет, [10] что эквивалентно объему пресной воды около 2,3 миллиона кубических километров (0,55 миллиона кубических миль) или повышение уровня моря на 2 ± 1 м (6 футов 7 дюймов ± 3 фута 3 дюйма).

Некоторые геологические индикаторы колеблются примерно во времени с этими событиями Генриха, но трудности с точной датировкой и корреляцией затрудняют определение того, предшествуют ли эти индикаторы событиям Генриха или отстают от них, или, в некоторых случаях, связаны ли они вообще. События Генриха часто отмечаются следующими изменениями:

Тесты на фораминиферы не только указывают на продуктивность океана, но и предоставляют ценные изотопные данные.

Глобальный масштаб этих записей иллюстрирует драматическое влияние событий Генриха.

Необычные события Генриха

Каменная доля отложений, отложившихся во время H3 и H6, существенно ниже, чем в других событиях Генриха.

H3 и H6 не имеют такого убедительного набора симптомов событий Генриха, как события H1, H2, H4 и H5, что побудило некоторых исследователей предположить, что они не являются настоящими событиями Генриха. Это сделало бы предположение Джерарда К. Бонда о том, что события Генриха укладываются в 7000-летний цикл (« События Бонда »), подозрительным.

Несколько доказательств позволяют предположить, что H3 и H6 каким-то образом отличались от других событий.

Причины

Соотношение кальция и стронция в керне бурения в Северной Атлантике (синий; Hodell et al., 2008) по сравнению с петрологическими показателями «обломочного карбоната» (Bond et al., 1999; Obrochta et al., 2012; Obrochta et al. , 2014), минералогически отличительный компонент IRD Гудзонова пролива. Затенение указывает на оледенения («ледниковые периоды»).

Как и в случае со многими другими проблемами, связанными с климатом, эта система слишком сложна, чтобы ее можно было с уверенностью отнести к какой-то одной причине. [ мнение ] Есть несколько возможных движущих сил, которые делятся на две категории.

Внутренние воздействия - модель «переедание-очистка».

Эта модель предполагает, что внутренние факторы ледниковых щитов вызывают периодическое разрушение крупных объемов льда, ответственное за события Генриха.

Постепенное накопление льда на Лаврентидском ледниковом щите привело к постепенному увеличению его массы, так называемой «фазе переедания». Как только ледяной покров достиг критической массы, мягкий, рыхлый подледный осадок образовал «скользкую смазку», по которой ледяной покров скользил в «фазе очистки», продолжавшейся около 750 лет. Первоначальная модель предполагала, что геотермальное тепло вызывает таяние подледниковых отложений, как только объем льда становится достаточно большим, чтобы предотвратить утечку тепла в атмосферу. [20]

Математика системы соответствует 7000-летней периодичности, аналогичной той, которая наблюдается, если H3 и H6 действительно являются событиями Генриха. [21] Однако, если H3 и H6 не являются событиями Генриха, модель Binge-Purge теряет достоверность, поскольку предсказанная периодичность является ключом к ее предположениям. Это также может показаться подозрительным, поскольку подобные события не наблюдаются в другие ледниковые периоды [19] , хотя это может быть связано с отсутствием осадков высокого разрешения. Кроме того, модель предсказывает, что уменьшение размеров ледниковых щитов во время плейстоцена должно уменьшить размер, влияние и частоту событий Генриха, что не отражено в доказательствах.

Внешние воздействия

Несколько факторов, внешних по отношению к ледниковым щитам, могут вызвать события Генриха, но такие факторы должны быть значительными, чтобы преодолеть ослабление, вызванное огромными объемами льда. [20]

Джерард Бонд предполагает, что изменения потока солнечной энергии в масштабе 1500 лет могут быть связаны с циклами Дансгора-Эшгера и, в свою очередь, с событиями Генриха; однако небольшая величина изменения энергии делает маловероятным, чтобы такой внеземной фактор имел необходимые большие последствия, по крайней мере, без огромных процессов положительной обратной связи, действующих внутри земной системы. Однако, возможно, что изменение уровня моря, связанное с потеплением, дестабилизирует шельфовые ледники, а не само потепление. Повышение уровня моря может начать разъедать дно ледникового щита, подрывая его; когда один ледяной покров разрушается и поднимается, высвободившийся лед еще больше поднимет уровень моря и еще больше дестабилизирует другие ледяные щиты. В пользу этой теории говорит неодновременность разрушения ледникового покрова в H1, H2, H4 и H5, где распад Европы предшествовал таянию Европы примерно на 1500 лет. [7]

Современная циркуляция океана . Гольфстрим ( крайний слева) может быть изменен во время событий Генриха.

Модель атлантического теплового пиратства предполагает, что изменения в океанической циркуляции приводят к тому, что океаны одного полушария становятся теплее за счет другого. [22] В настоящее время Гольфстрим перенаправляет теплые экваториальные воды в сторону северных северных морей. Добавление пресной воды в северные океаны может уменьшить силу Гольфстрима и вместо этого позволить развиться южному течению. Это вызовет охлаждение северного полушария и потепление южного, что приведет к изменениям в скорости накопления и таяния льда и, возможно, спровоцирует разрушение шельфа и события Генриха. [23]

Биполярная модель Ролинга 2004 года предполагает, что повышение уровня моря подняло плавучие шельфовые ледники, вызвав их дестабилизацию и разрушение. Без плавучего шельфового ледника, поддерживающего их, континентальные ледниковые щиты потекли бы в океаны и распались бы на айсберги и морской лед.

Добавление пресной воды было связано с совместным моделированием климата океана и атмосферы, [24] показывающим, что события Генриха и Дансгаарда-Эшгера могут проявлять гистерезисное поведение. Это означает, что относительно небольших изменений в поступлении пресной воды в Северные моря, таких как увеличение на 0,15 Зв или уменьшение на 0,03 Зв, будет достаточно, чтобы вызвать глубокие сдвиги в глобальной циркуляции. [25] Результаты показывают, что событие Генриха вызывает похолодание не вокруг Гренландии , а южнее, в основном в субтропической Атлантике, и этот вывод подтверждается большинством доступных палеоклиматических данных. Эта идея была связана с событиями DO Маслином и др . (2001). [7] Они предположили, что каждый ледниковый покров имеет свои собственные условия стабильности, но при таянии притока пресной воды оказывается достаточно, чтобы изменить конфигурацию океанских течений и вызвать таяние в других местах. В частности, холодные явления DO и связанный с ними приток талой воды уменьшают силу Североатлантического глубоководного течения (NADW), ослабляя циркуляцию в северном полушарии и, следовательно, приводя к увеличению 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 течения (AABW). Это позволяет NADW вернуться к своей прежней силе, вызывая таяние северного полушария и еще одно похолодание DO. В конце концов, накопление таяния достигает порога, при котором уровень моря поднимается настолько, что подрывает Лаврентидский ледниковый щит, тем самым вызывая событие Генриха и перезапуская цикл.

Хант и Малин (1998) предположили, что события Генриха вызваны землетрясениями, вызванными у кромки льда в результате быстрого таяния ледников. [26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Шаннвелл, Клеменс; Миколайевич, Уве; Капш, Мария-Луиза; Зимен, Флориан (5 апреля 2024 г.). «Механизм согласования синхронизации событий Генриха и циклов Дансгора-Эшгера». Природные коммуникации . 15 (1): 2961. doi : 10.1038/s41467-024-47141-7. ПМЦ  10997585 . ПМИД  38580634.
  2. ^ аб Родригес-Товар, Франсиско Дж.; Дорадор, Хавьер; Ходелл, Дэвид А.В. (март 2019 г.). «Следы окаменелостей свидетельствуют о сложной истории доступности питательных веществ и условий кислорода во время События Генриха 1». Глобальные и планетарные изменения . 174 : 26–34. Бибкод : 2019GPC...174...26R. doi :10.1016/j.gloplacha.2019.01.003. S2CID  134422517 . Проверено 22 января 2023 г.
  3. ^ abc Генрих, Х. (1988). «Происхождение и последствия циклического ледового налёта в северо-восточной части Атлантического океана за последние 130 000 лет». Четвертичные исследования . 29 (2): 142–152. Бибкод : 1988QuRes..29..142H. дои : 10.1016/0033-5894(88)90057-9. S2CID  129842509.
  4. ^ Ходелл, Дэвид А.; Чаннел, Джеймс ET; Кертис, Джейсон Х.; Ромеро, Оскар Э.; Рёль, Урсула (1 декабря 2008 г.). «Начало событий Генриха «Гудзонова пролива» в восточной части Северной Атлантики в конце перехода среднего плейстоцена (~ 640 тыс. лет назад)?». Палеоокеанография и палеоклиматология . 23 (4): PA4218. Бибкод : 2008PalOc..23.4218H. CiteSeerX 10.1.1.475.7471 . дои : 10.1029/2008PA001591. ISSN  1944-9186. 
  5. ^ Оброхта, ИП; Кроули, Ти Джей; Чаннель, JET; Ходелл, Д.А.; Бейкер, Пенсильвания; Секи, А.; Ёкояма, Ю. (2014). «Изменчивость климата и динамика ледникового покрова во время последних трех оледенений». Письма о Земле и планетологии . 406 : 198–212. Бибкод : 2014E&PSL.406..198O. дои : 10.1016/j.epsl.2014.09.004 .
  6. ^ Заллуа, Пьер А.; Матису-Смит, Элизабет (6 января 2017 г.). «Картирование послеледниковой экспансии: заселение Юго-Западной Азии». Научные отчеты . 7 : 40338. Бибкод : 2017NatSR...740338P. дои : 10.1038/srep40338. ISSN  2045-2322. ПМК 5216412 . ПМИД  28059138. 
  7. ^ abc Маслин, М.; Сеидов Д.; Лоу, Дж. (2001). Синтез природы и причин быстрых климатических изменений в четвертичное время (PDF) . Серия геофизических монографий. Том. 126. стр. 9–52. Бибкод : 2001GMS...126....9M. дои : 10.1029/GM126p0009. ISBN 978-0-87590-985-1. Архивировано из оригинала (PDF) 29 октября 2008 г. Проверено 6 марта 2008 г. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  8. ^ Брокер, WS (1 декабря 1994 г.). «Массивные выбросы айсбергов как триггер глобального изменения климата». Природа . 372 (6505): 421–424. Бибкод : 1994Natur.372..421B. дои : 10.1038/372421a0. S2CID  4303031.
  9. ^ Бонд, GC; Лотти, Р. (17 февраля 1995 г.). «Выбросы айсбергов в Северную Атлантику в тысячелетних масштабах времени во время последнего оледенения». Наука . 267 (5200): 1005–10. Бибкод : 1995Sci...267.1005B. дои : 10.1126/science.267.5200.1005. PMID  17811441. S2CID  36261528.
  10. ^ Рош, Д.; Пайяр, Д.; Кортихо, Э. (2004). «Продолжительность и объем айсберга события Генриха 4 на основе исследования изотопного моделирования». Природа . 432 (7015): 379–382. Бибкод : 2004Natur.432..379R. дои : 10.1038/nature03059. PMID  15549102. S2CID  4399132.
  11. ^ Бар-Мэттьюз, М.; Аялон, А.; Кауфман, А. (1997). «Позднечетвертичный палеоклимат в регионе восточного Средиземноморья по данным анализа стабильных изотопов образований в пещере Сорек, Израиль» (PDF) . Четвертичные исследования . 47 (2): 155–168. Бибкод : 1997QuRes..47..155B. дои : 10.1006/qres.1997.1883. S2CID  128577967. Архивировано из оригинала (PDF) 29 ноября 2007 года . Проверено 29 мая 2007 г.
  12. ^ Майер, Э.; Чжан, X.; Абельманн, А.; Герсонд, Р.; Мулица, С.; Вернер, М.; Меэуст, М.; Рен, Дж.; Чаплигин Б.; Мейер, Х.; Штейн, Р.; Тидеманн, Р.; Ломанн, Г. (11 июля 2018 г.). «События с пресной водой в северной части Тихого океана, связанные с изменениями в циркуляции ледникового океана». Природа . 559 (7713): 241–245. дои : 10.1038/s41586-018-0276-y. ISSN  1476-4687 . Проверено 25 декабря 2023 г.
  13. ^ Макс, Ларс; Нюрнберг, Дирк; Кьесси, Криштиану М.; Ленц, Марлен М.; Мулица, Стефан (21 июля 2022 г.). «Потепление подземного океана предшествовало событиям Генриха». Природные коммуникации . 13 (1): 4217. Бибкод : 2022NatCo..13.4217M. дои : 10.1038/s41467-022-31754-x. ПМЦ 9304376 . ПМИД  35864111. 
  14. ^ аб Груссет, FE; Пухоль, К.; Лабейри, Л.; Оффре, Г.; Боэлерт, А. (1 февраля 2000 г.). «Были ли события Генриха в Северной Атлантике вызваны поведением европейских ледниковых щитов?» (абстрактный) . Геология . 28 (2): 123–126. Бибкод : 2000Geo....28..123G. doi :10.1130/0091-7613(2000)28<123:WTNAHE>2.0.CO;2. ISSN  0091-7613.
  15. ^ Бонд, Джерард С.; Генрих, Хартмут; Брокер, В.; Лабейри, Л.; Макманус, Дж.; Эндрюс, Дж.; Юон, С.; Янщик Р.; Класен, С.; Симет, К. (1992). «Доказательства массовых сбросов айсбергов в Северную Атлантику во время последнего ледникового периода». Природа . 360 (6401): 245–249. Бибкод : 1992Natur.360..245B. дои : 10.1038/360245a0. S2CID  4339371.
  16. ^ Портер, Южная Каролина; Чжишен, А. (1995). «Корреляция между климатическими явлениями в Северной Атлантике и Китае во время последнего оледенения». Природа . 375 (6529): 305–308. Бибкод : 1995Natur.375..305P. дои : 10.1038/375305a0. S2CID  4319027.
  17. ^ Харрисон, СП; Санчес Гоньи, МФ (01 октября 2010 г.). «Глобальные закономерности реакции растительности на тысячелетнюю изменчивость и быстрое изменение климата во время последнего ледникового периода». Четвертичные научные обзоры . Реакция растительности на тысячелетнюю изменчивость во время последнего ледникового периода. 29 (21–22): 2957–2980. Бибкод : 2010QSRv...29.2957H. doi :10.1016/j.quascirev.2010.07.016.
  18. ^ Кирби, Мэн; Эндрюс, Дж. Т. (1999). «Рост и распад ледникового покрова Лаурентида в Среднем Висконсине: последствия событий Генриха 3 и 4». Палеоокеанография и палеоклиматология . 14 (2): 211–223. Бибкод : 1999PalOc..14..211K. дои : 10.1029/1998PA900019 . Архивировано из оригинала (аннотация) 24 февраля 2005 года . Проверено 7 мая 2007 г.
  19. ^ Аб Хемминг, Сидни Р. (2004). «События Генриха: массивные слои обломков позднего плейстоцена Северной Атлантики и их глобальный климатический отпечаток». Обзоры геофизики . 42 (1): RG1005. Бибкод : 2004RvGeo..42.1005H. дои : 10.1029/2003RG000128 .
  20. ^ аб МакЭил, доктор медицинских наук (1993). «Колебания Лаврентидского ледникового щита как причина событий Генриха в Северной Атлантике». Палеоокеанография и палеоклиматология . 8 (6): 775–784. Бибкод : 1993PalOc...8..775M. дои : 10.1029/93PA02200.
  21. ^ Сарнтейн, М.; Карл Стэттеггер, доктор медицинских наук; Эрленкейзер, Х.; Шульц, М.; Сеидов Д.; Симстич, Дж.; Ван Кревельд, С. (2001). «Фундаментальные режимы и резкие изменения североатлантической циркуляции и климата за последние 60 тысячелетий — концепции, реконструкция и численное моделирование». Северная часть Северной Атлантики . стр. 365–410. дои : 10.1007/978-3-642-56876-3_21. ISBN 978-3-540-67231-9. Проверено 6 марта 2008 г. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  22. ^ Сеидов, Д.; Маслин, М. (2001). «Тепловое пиратство в Атлантическом океане и биполярные климатические колебания во время событий Генриха и Дансгаарда-Эшгера». Журнал четвертичной науки . 16 (4): 321–328. Бибкод : 2001JQS....16..321S. дои : 10.1002/jqs.595. S2CID  128574766.
  23. ^ Стокер, ТФ (1998). «Эффект качелей». Наука . 282 (5386): 61–62. дои : 10.1126/science.282.5386.61. S2CID  128806483. Архивировано из оригинала 6 мая 2008 г. Проверено 26 мая 2007 г.
  24. ^ Ганопольски, А.; Рамсторф, Стефан (2001). «Быстрые изменения ледникового климата, смоделированные в совместной климатической модели» (аннотация) . Природа . 409 (6817): 153–158. Бибкод : 2001Natur.409..153G. дои : 10.1038/35051500. PMID  11196631. S2CID  4304701.
  25. ^ Рамсторф, С.; Распятие, М.; Ганопольский, А.; Гусс, Х.; Каменькович И.; Кнутти, Р.; Ломанн, Г.; Марш, Р.; Мысак, Луизиана; Ван, ZZ; и другие. (2005). «Гистерезис термохалинной циркуляции: взаимное сравнение моделей». Письма о геофизических исследованиях . 32 (23): L23605. Бибкод : 2005GeoRL..3223605R. дои : 10.1029/2005GL023655 .
  26. ^ Хант, А.Г. и П.Е. Малин. 1998. Возможный запуск событий Генриха в результате землетрясений, вызванных ледяной нагрузкой. Природа 393: 155–158.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки