Antarktidos atmosferą per pastaruosius 800 tūkstančių metų lemia pokyčiai Žemės orbitoje. • Aleksejus Gilyarovas • Mokslo naujienos apie "Elementus" • Žemės mokslai

Antarktidos atmosferą per pastaruosius 800 tūkstančių metų lėmė pokyčiai Žemės orbitoje.

Šie ledo branduoliai yra vertingos informacijos apie kelis tūkstančius metų klimato duomenų. Tokiame gylyje viename metre ledo gali būti informacijos apie 500 metų (nuotrauka iš www.gdargaud.net)

Deuterio turinio analizė ledo stulpelyje, paimta ant Antarktidos "C" kupolo, leido išsamiai atkurti temperatūrą 800 tūkstančių metų. Per šį laiką buvo aštuoni atšilimo laikotarpiai, kintantys ilgiau šalto laikotarpio metu. Darbo autoriai, Europos projekto "Antarktidos ledo gręžimas" (EPICA) dalyviai, daro išvadą, kad kito šaltojo ar šilto laikotarpio pradžią inicijuoja periodiniai pokyčiai Žemės orbitoje.

Pastarųjų šimtų tūkstančių metų klimatas būdingas gana tiksliai pasitaikančiu dažnumu: ilgą ledyną pakeičia trumpesnis šilumos laikotarpis. Dabar mes gyvename tik šiltu tarplaciu laiku. Idėja, kad pasaulinio aušinimo ir atšilimo pokytis gali būti susijęs su cikliškais Žemės orbitos parametrų pokyčiais, jau 19-ojo dešimtmečio metu buvo išreikštas serbų tyrinėtoja Milutin Milankovič (Milutin Milanković); žr. Milankovičiaus ciklus. Patyręs saulės ir kitų dangaus kūnų pritraukimasŽemė iš tiesų reguliariai keičia savo orbitos formą, kuri dažniausiai apie 93 tūkstančius metų tampa dabar daugiau elipsoidiniu, dabar labiau apykaitine (tai yra jos ekscentriškumo pokyčiai). Be to, su 26 tūkstančių metų dažniu žemės ašies apibūdintas kūgis (precedenas) keičia, o 41 tūkstančių metų dažnis – žemės ašies įlinkio kampą į savo orbitos plokštumą. Šių orbitų pokyčių derinys paveikia Žemės gaunamos šilumos kiekį ir jo pasiskirstymą per planetos paviršių. Insoliacijos sumažėjimas aukštose platumose veda į kitą ledyną. Hipotezė apie Žemės orbitos parametrų įtaką klimatui pradėjo ieškoti savo patvirtinimo devintajame dešimtmetyje, kai, analizuojant dugno nuosėdas iš skirtingų Pasaulio vandenyno taškų, pasirodė geri duomenys apie paleotomeratorijas.

Šis metodas pagrįstas sunkiojo deguonies izotopo δ santykinio turinio nustatymu18O kalcite (iš kurio yra visur esančio mikroskopinio planktono foraminifero apvalkalai). Didžiųjų ledynų atveju didžioji dalis vandens, išgaravusio nuo vandenyno ir patenka ant žemės virš ledynų, negrįžta į vandenyną. Atitinkamai, vandens molekulės, kuriose yra deguonies izotopas 18O, esant sunkesniam už paprastus vandens molekules (su deguonies izotopu 16O) kaupiasi vandenyne. Prasidėjus šiltui, vandens molekulių su sunkiu deguonies izotopu santykis mažėja. Šie santykinio turinio svyravimai 16Oi ir 18O yra atsispindi vandenyje pagal kalcito sudėtį, iš kurio foraminifera sudaro savo kriaukles, taip pat didelius gyvūnus – moliuskus ir brachiopodus. Dugno nuosėdų kolonėlė yra įmanoma, kai keičiasi δ18Apie gilumą, spręsti apie ledynus ar atšilimą, kuris įvyko Žemėje.

Ledus šerdys dedamos į laikiną saugyklą ant kupolo "C". Ledo vienetai keliaus į Europą tolimesnei analizei, tačiau dauguma branduolių bus saugomi Antarktidos stotyje (nuotrauka iš www.gdargaud.net)

Didžiulis laikotarpio temperatūros pokyčių hipotezės patvirtinimas buvo duomenys, gauti per Antarktidos ledo gręžimą Rusijos stotyje "Vostokas". Ant jo (ant ledo kolonos) iškilęs ledinis širdis, kurio bendras ilgis siekia 3600 metrų, pasklido per 420 tūkst. Metų susidariusį ledo sluoksnį. Be analizuojant oro burbuliukų, saugomų ledu per daugelį tūkstantmečių, sudėtį,Tyrėjai sugebėjo stebėti sunkiojo vandenilio izotopo temperatūros pokyčius ledo deuterio δD. Šis metodas pagrįstas tuo, kad įprasto vandens ir "sunkiųjų" garų (tai yra deuterio sudėtis) skiriasi kondensacijos temperatūra. Pastarosios kondensuojasi ir išeina su mažiau vėsiu nei įprasti, "lengvi", o tai atsispindi formuojamo ledo sudėtyje. Kai atšilimas, deuteriumas tampa didesnis, o šaltesnis spragtelėjimas mažesnis. Iki pastarojo laiko Vostoko stoties ledo šerdies duomenimis buvo pateikta ilgiausia temperatūros stebėjimo serija – 420 tūkst. Metų (paskelbta 2006 m. Gamta 1999 m .; "Elementai", žr. diagramą naujienose 2006/06/10).

Europos tarptautinės Concordia stoties panorama ant "C" kiemo Antarktidoje. Netoli šios stoties buvo atlikta gilių ledų gręžimo darbai, kurių rezultatai paskelbti neseniai paskelbtame leidinyje. Mokslas. Nuotrauka paimta polinės žiemos pabaigoje (nuotrauka Guillaume Dargo (Guillaume dargaud) iš www.gdargaud.net)

Ir šis įrašas uždarytas. Žurnale Mokslas paskelbė apie 800 tūkstančių metų temperatūros pokyčius Antarktidoje. Straipsnio autoriai (yra 32!), Tyrėjai iš Prancūzijos, Vokietijos, Danijos, Islandijos, Šveicarijos, Italijos, Belgijos ir Jungtinės Karalystės,yra Europos Antarkties ledynynų projekto (EPICA – Antarktidos "Ice Coring" projektas) Darbas vyko netoli Concordia stoties, esančioje rytinėje Antarktidos dalyje (75apie06 'S, 123apie21 'E), ant kupolo "C" (taip pat žinomas kaip "Čarlio kupolas" – Čarlis),. Ši vieta yra 560 km nuo stoties "Vostok", nors ji taip pat šalta (vidutinė metinė temperatūra yra -55apieC) oras yra mažiau vėjuotas. Taip pat labai svarbu, kad kasmet nusodinti sluoksniai ant krosnies "C" yra plonesni nei stotyje "Vostok", ir nėra požeminio ežero (kurio egzistavimą, žinoma, negalėjo įtarti tie, kurie pasirinko vietą stotyje). Dėl to, kai sėjamoji nuvažiavo net šiek tiek mažesnį atstumą (3260 m) ir sustojo 15 metrų nuo uolinės lovos gręžimo, mokslininkai gavo laiko nuskaitymą "C" kupolu ilgiau – 740 tūkstančių metų. Iki šiol nebuvo paskelbta ne visos analizės medžiagos, bet pateikiami išsamūs duomenys apie santykinį deuterio kiekį leduose (δD) aptariamame straipsnyje, ir nuo šios vertės mes galime spręsti apie temperatūros pokyčius, su kuriais susidaro krituliai.

Ilgalaikis dviejų nepriklausomų indeksų, apibūdinančių temperatūros pokyčius per 800 tūkstančius metų Antarkties regione, eiga.Abscisos ašis yra nuosėdų amžius nuo tūkstančių iki šio laiko (t. Y. Laikas eina iš dešinės į kairę). Juodoji linija viršuje yra duomenys apie santykinį deuterio δD kiekį Europos stoties ledo kolonėlėje (EPICA) ant kupolo "C". Mėlyna linija apačioje – duomenys apie santykinį sunkiojo deguonies izotopo kiekį δ18O dugno nuosėdose Pietų vandenyne (pastaruoju atveju apversta masta). Abiejų linijų smailės atitinka šildymą (pav. Iš aptariamo straipsnio žurnale Mokslas)

Darbo išvados yra tokios. Pirma, deuterio turinio pokyčiai Antarktidos ledu laikui bėgant puikiai sutampa su anksčiau gautais duomenimis apie sunkiojo deguonies izotopų kiekį. 18O dugno nuosėdose: aušinimo ir atšilimo periodai, aptikti šiais dviem visiškai nepriklausomais metodais, sutampa (žr. Grafiką).

Įvairių rodiklių klimato Antarktida 800 tūkstančių metų dinamika (abscisas – tūkstančiai metų iki dabartinės momento): a – insoliacija, apskaičiuota pagal orbitos parametrus 55 platumosapie S.Š. (Liepa) ir 65 metaiapie Yu.SH. (metų vidurkis); b – deuterio santykinis kiekis δD ledu (mėlyna linija – kupolo "C", raudona – stotis "Vostok"). Kuo daugiau deuterio, tuo šiltesnis klimatas; c – sunkiojo dezoksito izotopo δ kiekis18O dugno nuosėdose (skirtingų vandenyno zonų duomenys rodomi skirtingomis spalvomis). Kai klimato atšilimas yra δ18O mažėja vandenynų vanduo (atkreipkite dėmesį į tai, kad naudojama apversta skalė, todėl temperatūros pakilimą taip pat žymi pikai); d – dulkių kiekis ledyne ant kupolo "C". Dulkės nusodinamos daugiausia perpylimo laikotarpiu. (Pav. Iš straipsnio: "EPICA" bendruomenės nariai Aštuonis ledyninius ciklus iš Antarkties ledo šerdies žurnale Gamta)

Antra, per pastaruosius 400 tūkst. Metų puiki koreliacija tarp laiko dinamikos ir deuterio santykinio kiekio (δD) ant domeno "C" buvo gauta iš tos pačios trukmės laiko, gauto Vostoko stotyje. Trečia, aušinimo ir atšilimo pradžios laikas yra gerai paaiškintas dėl Žemės orbitos parametrų pokyčių, nors ne dėl ekscentriškumo (orbitinės formos) įtakos, bet lemiama yra precesijos (žemės paviršiaus apibūdinto kūgio dydžio) ir ašies kampo į Žemės plokštuma aplink Saulės sąveika. Tačiau autoriai pabrėžia, kad apskaičiuoti insoliacijos pokyčiai yra iš esmės nereikšmingi. Matyt, šie pokyčiai tarnauja tik kaip iniciatoriai, mechanizmai,skatinant pasaulio klimato sistemos restruktūrizavimą (įskaitant vandenynų cirkuliacijos sistemą), tačiau, atitinkamai, turi būti sustiprinti mechanizmai, kurių veikimas visame pasaulyje atšilia, o pasaulinis atšilimas nuolat keičiasi ir atvirkščiai.

Šaltinis: J. Jouzel, V. Masson-Delmotte, O. Cattani, G. Dreyfus, S. Falourd, G. Hoffmann, B. Minster, J. Nouet, J. M. Barnola, J. Chappellaz, H. Fischer, J.C. Gallet, S. Johnsen, M. Leuenberger, L. Loulergue, D. Luethi, H. Oerter, F. Parrenin, G. Raisbeck, D. Raynaud, A. Schilt, J. Schwander, E. Selmo, R. Souchez, R. Spahni, B. Stauffer, JP Steffensen, B. Stenni, T.F. Stocker, J.L. Tison, M. Werner, E.W. Wolff Orbital ir tūkstantmečio Antarkties klimato kintamumas per pastaruosius 800 000 metų // Mokslas. 2007. V. 317. P. 793-796

Taip pat žiūrėkite:
1) EPICA bendruomenės nariai. Aštuoni ledyniniai ciklai iš Antarkties ledkalnio. Gamta. 2004. V. 429. P. 623-628 (Visas straipsnis Pdf yra laisvai prieinamas)
2) Urs Siegenthaler, Thomas F. Stocker, Eric Monnin, Dieter Lüthi, Jakob Schwander, Bernhard Stauffer, Dominique Raynaud, Jean-Marc Barnola, Hubertus Fischer, Valérie Masson-Delmotte, Jean Jouze Stable / / Mokslas. 2005. V. 310. P. 1313-1317
3) Lisiecki L.E., Raymo M.E. Plioceno-pleistoceno kamino iš 57 visuotinai paskirstyto bentoso δ18O įrašai. 2005 m. Paleokanografija. V. 20. doi: 10.1029 / 2004PA001071, 2005 (visos bylos PDF formatu yra laisvai prieinama)
4) Grenlandija greičiau praranda savo ledu, "Elements", 26.09.2006
5) 300 milijonų metų atmosferoje anglies dioksidas buvo daug daugiau nei dabar, "Elements", 2007 01 12
6) Europos projektas, skirtas ledynams Antarktidoje (EPICA)
7) gerų nuotraukų pasirinkimas: Epica glaciologijos projektas

Aleksejus Gilyarovas


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: