События Дансгаарда-Эшгера (часто сокращенно события D-O ), названные в честь палеоклиматологов Вилли Дансгаарда и Ганса Эшгера , представляют собой быстрые колебания климата, которые происходили 25 раз в течение последнего ледникового периода . Некоторые ученые говорят, что события происходят квазипериодически с периодом повторения, кратным 1470 годам, но это спорно. Сопоставимая климатическая цикличность во время голоцена называется событиями Бонда .
Лучшим свидетельством событий Дансгаарда-Эшгера остаются ледяные керны Гренландии , которые относятся только к концу последнего межледниковья, эмийского межледниковья (около 115 000 лет назад). Данные ледяных кернов Антарктики позволяют предположить, что события Дансгаарда-Эшгера связаны с так называемыми антарктическими изотопными максимумами посредством сочетания климата двух полушарий, полярных качелей . [1] Если эта взаимосвязь справедлива и для предыдущих ледниковых периодов, антарктические данные предполагают, что события DO присутствовали и в предыдущие ледниковые периоды. К сожалению, текущие записи ледяных кернов Гренландии охватывают только последний ледниковый период, поэтому прямые доказательства событий DO в более ранние ледниковые периоды во льду Гренландии недоступны. Однако работа Стивена Баркера и его коллег показала, что существующие данные Гренландии могут быть реконструированы путем получения данных по кернам антарктического льда. Это позволяет реконструировать более старые записи Гренландии путем получения данных о ледяных кернах Антарктики продолжительностью почти миллион лет. [2]
В Северном полушарии они принимают форму эпизодов быстрого потепления, обычно продолжающихся несколько десятилетий, за каждым из которых следует постепенное похолодание в течение более длительного периода. Например, около 11 500 лет назад среднегодовая температура на ледниковом щите Гренландии увеличилась примерно на 8 °C за 40 лет, в три этапа по пять лет [3] , где более обычным является изменение на 5 °C за 30–40 лет. . [4] Потепление, вызванное событиями DO, распространилось и дальше на юг, в центральную часть Северной Америки, о чем свидетельствуют отклонения изотопов кислорода в спелеотемах, хронологически соответствующие событиям DO, зарегистрированным в ледяных кернах Гренландии. [5] Воздействие событий DO в Европе также фиксируется по колебаниям режима стока и осадконакопления в речных системах, таких как река Тиса . [6]
События Генриха происходят только в периоды похолодания, непосредственно предшествующие потеплению DO, что заставляет некоторых предполагать, что циклы DO могут вызывать эти события или, по крайней мере, ограничивать их время. [7]
В ходе события DO наблюдается быстрое потепление, за которым следует период прохлады, продолжающийся несколько сотен лет. [8] В этот холодный период наблюдается расширение полярного фронта , при этом лед плывет дальше на юг через Северную часть Атлантического океана. [8]
Считается также, что явления DO вызывают незначительное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, примерно на 5 частей на миллион. [9] [10]
Во время событий DO в записях флорезских спелеотем происходят положительные отклонения δ 18 O , что указывает на ослабление индонезийско-австралийского муссона во время таких событий. [11]
Процессы, лежащие в основе времени и амплитуды этих событий (как зафиксировано в ледяных кернах ), до сих пор неясны. В Южном полушарии картина иная: здесь происходит медленное потепление и гораздо меньшие колебания температуры. Действительно, ледяной керн Восток был пробурен раньше, чем керны из Гренландии, и существование событий Дансгаарда-Эшгера не получило широкого признания до тех пор, пока не были получены керны из Гренландии ( GRIP / GISP 2); после чего было проведено повторное исследование ядра Востока, чтобы выяснить, не были ли эти события каким-то образом «пропущены». [ нужна цитата ]
Эти события, по-видимому, отражают изменения в циркуляции Северного Атлантического океана, возможно, вызванные притоком пресной воды [8] или дождями. [12]
События могут быть вызваны усилением солнечных воздействий или причиной, внутренней по отношению к земной системе - либо циклом «запоя-очистки» ледяных щитов, накапливающих такую большую массу, что они становятся нестабильными, как постулируется для событий Генриха , либо колебанием. в глубоководных океанских течениях (Маслин и др. , 2001, стр. 25).
Эти события связывают с изменениями размеров ледниковых щитов [13] и содержания углекислого газа в атмосфере. [14] Первое определяет силу циркуляции Атлантического океана через изменение западных ветров северного полушария, Гольфстрима 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. Эти исследования подтверждают ранее предложенное существование «окна DO» [15] бистабильности AMOC («золотого пятна» для резких изменений климата ), связанного с объемом льда и атмосферным CO 2 , что объясняет возникновение событий типа DO в промежуточных ледниковых условиях. в позднем плейстоцене.
Хотя последствия событий Дансгаарда-Эшгера в значительной степени ограничиваются ледяными кернами, взятыми из Гренландии, [16] есть свидетельства того, что события DO были глобально синхронными. [17] Спектральный анализ американской записи изотопов GISP2 [18] показал пик содержания [ 18 O: 16 O] около 1500 лет. Шульц (2002) [19] предположил , что это регулярная периодичность в 1470 лет. Этот вывод был поддержан Рамсторфом (2003); [20] если рассматривать только самые последние 50 000 лет из ядра GISP2, изменение триггера составляет ± 12% (± 2% в 5 самых последних событиях, даты которых, вероятно, наиболее точны).
Однако более старые части ядра GISP2 не демонстрируют этой закономерности, как и те же события в ядре GRIP. Это может быть связано с тем, что первые 50 тыс. лет ядра GISP2 датированы наиболее точно путем подсчета слоев. Реакция климатической системы на триггер варьируется в пределах 8% от периода. Можно ожидать, что колебания внутри земной системы будут гораздо более нерегулярными по периоду. Рамсторф предполагает, что весьма регулярная картина больше указывает на орбитальный цикл. Такой источник не установлен. Ближайший орбитальный цикл, лунный цикл продолжительностью 1800 лет, не может быть согласован с этой закономерностью. [20] Датировка европейского ледяного керна GRIP и американского ледяного керна GISP2 различается примерно на 5000 лет при 50 000 лет назад. Это было отмечено Дитлевсеном и др. (2005) [21] что спектральный пик, обнаруженный в керне льда GISP2, не присутствовал в керне GRIP и, таким образом, критически зависел от точности датировки. Проблема датировки была во многом решена благодаря точной датировке ядра NGRIP. [22] Используя эту датировку, повторение событий Дансгора-Эшгера является случайным и согласуется с индуцированным шумом пуассоновским процессом . [23]
Циклы DO могут устанавливать свои собственные временные рамки. Маслин и др. . (2001) предположили, что каждый ледниковый покров имеет свои собственные условия стабильности, но при таянии притока пресной воды оказывается достаточно, чтобы изменить конфигурацию океанских течений, вызывая 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.
Теория также может объяснить очевидную связь событий Генриха с циклом DO; Когда накопление талой воды в океанах достигает порога, уровень моря может подняться настолько, что подорвать ледниковый покров Лаврентиды, что вызовет событие Генриха и сбросит цикл.
Малый ледниковый период, произошедший около 400–200 лет назад, некоторые интерпретируют как холодную часть цикла DO. [8]
Сигналы ледяного ядра, которые теперь признаны событиями Дансгаарда-Эшгера, в ретроспективе можно увидеть в исходном ядре GISP , а также в ядре Camp Century Greenland. [24] Но в то время, когда были сделаны ледяные керны, их значение было отмечено, но не получило широкого признания. Дансгаард и др . (Геофизическая монография AGU 33, 1985) отмечают их существование в ядре GRIP как «сильные колебания» сигнала δ 18 O и что они, по-видимому, коррелируют с событиями в предыдущем ядре Camp Century на расстоянии 1400 км, тем самым предоставляя доказательства их существования. соответствующие широко распространенным климатическим аномалиям (только в ядре Кэмп Сенчури они могли быть локальными колебаниями). Дансгаард и др . предполагают, что они могут быть связаны с квазистационарными режимами системы атмосфера-океан. События DO, как правило, являются движущей силой « насоса Сахары », который оказал влияние на эволюцию и расселение человека.
Цикличность также наблюдается во время голоцена, когда события называются событиями Бонда . [25] [26]
Дансгаард и Эшгер в подоледной траншее на Дай-3, Гренландия.