100.000 yıllık sorun - 100,000-year problem
100.000 yıllık sorunu ( "100 ky sorun", "100 ka sorun") olarak Milankovitch teorinin ait yörünge zorlama yeniden arasında bir çelişki belirtir jeolojik sıcaklık kayıt ve gelen güneş ışınımının yeniden miktarda veya güneş ışını son 800.000 yıllar. Dünya'nın yörüngesindeki farklılıklar nedeniyle, güneşlenme miktarı yaklaşık 21.000, 40.000, 100.000 ve 400.000 yıllık periyotlarla değişir. Gelen güneş enerjisi miktarındaki değişimler , Dünya'nın ikliminde değişikliklere neden olur ve buzullaşmaların başlama ve sona erme zamanlamasında önemli bir faktör olarak kabul edilir .
Dünya'nın yörünge eksantrikliği ile ilgili olarak 100.000 yıl aralığında bir Milankovitch döngüsü olmasına rağmen , bunun güneşlenmedeki varyasyona katkısı, presesyon ve eğiklikten çok daha küçüktür . 100.000 yıllık sorun , son bir milyon yıl boyunca kabaca 100.000 yıllık buzul çağlarının periyodikliği için açık bir açıklamanın olmamasına atıfta bulunur , ancak baskın periyodikliğin 41.000 yıla karşılık geldiği daha önce değil. İki periyodik rejim arasındaki açıklanamayan geçiş , yaklaşık 800.000 yıl öncesine tarihlenen Orta Pleistosen Geçişi olarak bilinir .
İlgili "400.000 yıllık sorun" , son 1,2 milyon yıldaki jeolojik sıcaklık kaydında yörüngesel eksantriklikten dolayı 400.000 yıllık bir periyodikliğin olmamasını ifade eder .
100.000 yıla 41,000 yaşındaki periyodik geçiş artık olarak azalan bir eğilim bulunmaktadır nümerik simülasyonu çoğaltılabilir karbondioksit ve buzul neden çıkarılmasını regolith makalesinde daha ayrıntılı bir şekilde açıklandığı gibi, Orta pleistosen Geçiş .
100.000 yıllık döngünün tanınması
Jeolojik sıcaklık rekoru edilebilir yeniden tortul kanıtlardan. Belki de, son iklimin yararlı bir göstergedir fraksiyonasyon bölgesinin oksijen izotopları gösterilen, δ 18 O . Bu parçalanma, esas olarak buzda tutulan su miktarı ve gezegenin mutlak sıcaklığı tarafından kontrol edilir ve bir zaman ölçeğinde deniz izotop aşamalarının oluşturulmasına izin verdi .
1990'ların sonunda, δ 18 OHava ( Vostok buz çekirdeğinde) ve deniz tortullarının kayıtları mevcuttu ve hem sıcaklığı hem de buz hacmini etkilemesi gereken güneşlenme tahminleriyle karşılaştırıldı . Shackleton (2000) tarafından açıklandığı gibi , δ 18 O'nun derin deniz tortul kaydı"evrensel olarak ana buz devri ritmi olarak yorumlanan 100.000 yıllık bir döngünün egemenliğindedir". Shackleton (2000), Vostok buz çekirdeğinin zaman ölçeğini ayarladı δ 18 Ovarsayılan yörünge zorlamasına uyacak şekilde kayıt ve bu yorumda yörünge zorlamasına doğrusal (doğrudan orantılı) bir yanıta atfedilebilecek kaydın bileşenini belirlemek ve çıkarmak için kullanılan spektral analiz. Kalıntı sinyal (geri kalan), benzer şekilde yeniden ayarlanmış bir deniz çekirdek izotop kaydından gelen kalıntı ile karşılaştırıldığında, buz hacmine atfedilebilen sinyalin oranını tahmin etmek için kullanıldı, geri kalanı ile ( Dole etkisine izin vermeye çalışıldı) ) derin sudaki sıcaklık değişimlerine atfedilir.
100.000 yıllık buz hacmi değişimi bileşeninin, mercan yaşı belirlemelerine dayalı deniz seviyesi kayıtlarıyla eşleştiği ve yörünge eksantrikliğinin hızlanma mekanizması olması durumunda bekleneceği gibi, yörünge eksantrikliğini birkaç bin yıl geciktirdiği bulundu. 100.000 yıllık periyodiklik bu "saf" buz hacmi kaydındaki en güçlü periyodiklik olmamasına rağmen , kayıttaki güçlü doğrusal olmayan "sıçramalar", buzlanmalarda görülür .
Antarktika sıcaklık ve CO olduğu gibi ayrı bir derin deniz suyu sıcaklığı kaydı, yörünge dış merkezli fazında doğrudan farklılaştığı bulunduğu için 2 ; bu nedenle eksantrikliğin hava sıcaklıkları, derin deniz sıcaklıkları ve atmosferik karbondioksit konsantrasyonları üzerinde jeolojik olarak ani bir etki yarattığı görülüyor. (2000) Shackleton'ın sonucuna: "yörünge basıklık etkisi muhtemelen atmosferik CO konsantrasyonu üzerinde bir etki sayesinde paleoklimatik kayıt girer 2 ".
Elkibbi ve Rial (2001), Milankovitch'in buzul çağlarındaki yörüngesel zorlama modelinin karşılaştığı beş ana zorluktan biri olarak 100 ka döngüsünü tanımladılar .
Sorunu açıklamak için hipotezler
100.000 yıllık dönemsellik yalnızca son bir milyon yılın iklimine hakim olduğundan, eksantrikliğin bileşen frekanslarını spektral analiz kullanarak ayırmak için yetersiz bilgi vardır, bu da önemli uzun vadeli eğilimlerin güvenilir bir şekilde tespit edilmesini zorlaştırır, ancak spektral analizlerin çoğunun spektral analizi daha zor olur. Lisiecki ve Raymo deniz çekirdekleri yığını ve James Zachos'un bileşik izotopik kaydı gibi daha uzun paleoiklim kayıtları, son milyon yılı daha uzun vadeli bir bağlama koymaya yardımcı olur. Bu nedenle, 100 bin periyodiklikten sorumlu mekanizmanın hala net bir kanıtı yok - ancak birkaç güvenilir hipotez var.
iklimsel rezonans
Mekanizma Dünya sisteminin içinde olabilir. Dünyanın iklim sistemi 100 ka'lık doğal bir rezonans frekansına sahip olabilir ; başka bir deyişle, iklim içindeki geri bildirim süreçleri otomatik olarak 100 ka'lık bir etki üretir, tıpkı bir zilin doğal olarak belirli bir perdede çalmasına benzer. Bu iddiaya karşı çıkanlar, önceki 2 milyon yıl boyunca 100 bin periyodiklik zayıf veya yok olduğundan, rezonansın 1 milyon yıl önce gelişmiş olması gerektiğine dikkat çekiyorlar. Bu mümkündür - kıtaların kayması ve deniz tabanı yayılma hızı değişikliği, böyle bir değişikliğin olası nedenleri olarak varsayılmıştır. Dünya sisteminin bileşenlerinin serbest salınımları bir neden olarak kabul edildi, ancak çok az sayıda Dünya sistemi, herhangi bir uzun vadeli değişikliklerin birikmesi için bin yıllık bir zaman ölçeğinde bir termal atalete sahiptir. En yaygın hipotez, ani bir çöküşe uğrayacak kadar büyük olana kadar birkaç kısa döngü boyunca genişleyebilen Kuzey Yarımküre buz tabakalarına bakar. 100.000 yıllık sorun José A. Rial, Jeseung Oh ve Elizabeth Reischmann tarafından incelendi. genlik.
yörünge eğimi
Yörünge eğimi 100 ka periyodikliğe sahipken, eksantrikliğin 95 ve 125 ka dönemleri 108ka etkisi vermek için karşılıklı reaksiyona girebilir. Daha az önemli olan ve başlangıçta gözden kaçan eğim değişkenliğinin iklim üzerinde derin bir etkisi olması mümkün olsa da, eksantriklik güneş ışığını yalnızca küçük bir miktarda değiştirir: 21.000 yıllık presesyon ve 41.000 yıllık devinimlerin neden olduğu kaymanın %1-2'si eğiklik döngüleri. Eğimden bu kadar büyük bir etki bu nedenle diğer döngülere kıyasla orantısız olacaktır. Bunu açıklamak için önerilen olası bir mekanizma, Dünya'nın kozmik toz bölgelerinden geçişiydi. Eksantrik yörüngemiz bizi uzaydaki tozlu bulutların içinden geçirecek ve bu da gelen radyasyonun bir kısmını kapatacak ve Dünya'yı gölgeleyecek.
Böyle bir senaryoda, izotop bolluğu 3 He , üretilen tarafından güneş ışınlarının üst atmosferde bölme gazlar, azaltmak-ve ilk soruşturmaların gerçekten böyle bir düşüş buldunuz beklenen 3 He bolluğu. Diğerleri, örneğin bulut örtüsünü artırarak atmosfere giren tozun olası etkilerini tartıştı (9 Temmuz ve 9 Ocak'ta, Dünya değişmez düzlemden geçtiğinde, mezosferik bulut artar). Bu nedenle, 100 ka eksantriklik döngüsü, sistem için bir "kalp pili" olarak hareket edebilir ve pertürbasyonu ile önemli anlarda presesyon ve eğiklik döngülerinin etkisini güçlendirir.
Presesyon döngüleri
Benzer bir öneri, yalnızca 21.636 yıllık presesyon döngülerini sorumlu tutuyor . Buz çağları, buz hacminin yavaş birikmesi ve ardından nispeten hızlı erime aşamaları ile karakterize edilir. Buzun birkaç presesyon döngüsü boyunca oluşması, ancak bu tür dört veya beş döngüden sonra erimesi mümkündür.
Güneş parlaklık dalgalanması
Güneş parlaklığındaki periyodik dalgalanmaları açıklayabilecek bir mekanizma da bir açıklama olarak önerilmiştir. Güneşte meydana gelen difüzyon dalgaları, yeryüzünde gözlemlenen iklimsel değişimleri açıklayacak şekilde modellenebilir.
Kara ve okyanus fotosentezi
Dole etkisi eğilimleri tarif δ 18 Okarada yaşayan ve okyanus fotosentezleyicilerinin göreceli önemindeki eğilimlerden kaynaklanan . Böyle bir varyasyon, olgunun makul bir nedenidir.
Devam eden araştırma
Devam eden EPICA projesi tarafından son 1.000.000 yıldan daha uzun bir süreyi kapsayan daha yüksek çözünürlüklü buz çekirdeklerinin kurtarılması, konuya daha fazla ışık tutmaya yardımcı olabilir. Ekip tarafından geliştirilen yeni, yüksek hassasiyetli bir tarihleme yöntemi, dahil olan çeşitli faktörlerin daha iyi korelasyonunu sağlar ve buz çekirdeği kronolojilerini daha güçlü bir zamansal temele oturtarak , iklim değişikliklerinin kuzey yarımkürede güneşlenme tarafından kontrol edildiğine dair geleneksel Milankovitch hipotezini destekler . Yeni kronoloji, 100.000 yıllık döngünün "eğilim" teorisiyle tutarsız. Buz çekirdeği kabarcıklarındaki nitrojen-oksijen oranları üzerinde doğrudan güneşlenme kontrolünü kullanan bu yöntemle farklı yörüngesel zorlama bileşenlerine karşı öncü ve gecikmelerin oluşturulması, prensipte bu kayıtların zamansal çözünürlüğünde büyük bir gelişme ve bir başka önemli doğrulamadır. Milankovitch hipotezi. Uluslararası bir iklim modelleme çalışması (Abe-ouchi ve diğerleri , Nature, 2013), iklim modellerinin geç Pleistosen'in yörüngesel zorlama ve karbondioksit seviyeleri göz önüne alındığında 100.000 yıllık döngüyü kopyalayabildiğini gösterdi. Buz tabakalarının izostatik geçmişi, yörüngesel zorlamaya 100.000 yıllık tepkiye aracılık etmede rol oynadı. Daha büyük buz tabakaları, üzerinde oturdukları kıtasal kabuğa bastırdıkları ve bu nedenle erimeye karşı daha savunmasız oldukları için yükseklikleri daha düşüktür.
Ayrıca bakınız
- Brunhes-Matuyama tersine çevrilmesi
- Orta Pleistosen
- Milankovitch döngüleri
- paleoklimatoloji
- Buzullaşma zaman çizelgesi