冰期间冰期循环

最后更新Mon, 02 2023年1月|南极气候raybet雷竞技最新

过去的影响南极南大洋的最佳测量环境代理从保存完好的记录,这是对历史的解读南极冰行为保存在冰核,从高纬度地区沉积物。当我们专注于南极,它是由完整的确认NH迫使尤其是的主要驱动海面升降的海平面振荡的co-driver温盐环流。

11.4.1.1。温盐环流

从本质上讲,上层海水的沉没在北大西洋北部高纬度地区形成深水(NADW)南迁移到混合southern-sourced水域(i)组成的浓密的底水生成的南极周围的边缘和(2)深水回收在印度洋和太平洋特别是在南极绕极流(看到卡特et al .,这卷第四章),结果环极深的水是最大量的在南大洋,主导着深流入印度洋和太平洋盆地(图11.5)。尽管其混合的特性,它保留的签名水域特别是NADW来源,这是确定的盐度最大,palaeoceanographic

0°H一般地区

^底水的形成

0°H一般地区

^底水的形成

\主要网关温盐环流流

图11.5:全面现代南大洋的轮廓西风风简况南极绕极流定义为其纬向飞机或方面,包括亚南极的前线(SAF),极面(PF),南方战线(SF)和南部边界(某人)在《et al。(1995)。ODP网站包含> 1 1090年和1123年最高产量研究海洋变化的记录也。

的角度来看,由其升高813 c(1992)的内容。

这个循环胃肠道变化周期受到持续的辩论,其中大部分集中在输入NADW南大洋。

查尔斯和费尔班克斯(1992),拉姆斯托夫(2002),Ninnemann和查尔斯(2002)在其他支持减少NADW输入在冰川时期南大洋。大厅et al。(2001)支持这种下降趋势,表明它是由增加补偿Antarctic-sourced深水的供应,至少在太平洋深处的新西兰网关当前西部边界(DWBC)。冰川条件可能青睐底水生产通过增加招风+盐水相关联的海冰扩张和排斥。当然大厅et al。(2001)记录的速度增加太平洋DWBC在冰川时期所反映的增加的大小合适的淤泥,粒度代表相对电流强度(参见Venuti et al ., 2007)。时间框架比个人胃肠道周期较长,可分类的泥沙数据点的三个阶段太平洋DWBC活力在过去1.2最高产量研究。这三个阶段涵盖了从一个由41所主导的世界里可以气候周期,100可以周期盛行,包括:第一阶段(1.2 - -0.87 Ma)中强流;第二阶段或MPT弱流(0.87 - -0.40 Ma),第三阶段(0.40 Ma至今)当最强流占了上风。

备择假设,很少或根本没有NADW流入下降发生在冰川时期支持Moy et al .(2006),罗森塔尔et al。(1997)和其他人的基础上各种palaeoceanographic代理包括813 c之间的海洋盆地的分布在胃肠道周期。作为其d13C NADW流向南大洋,内容可以减少由于remineralisation有机碳和较低的混合与southern-sourced水域813 c。消耗持续到印度洋和太平洋,后者拥有最低的d13C (Kroopnick, 1985)。通过比较813 c概要文件以底栖有孔虫从主NADW-sourced水域海洋盆地沐浴,可以识别这些水域的任何变化。Moy et al。(2006)相比,底栖生物d13C为核心跨越过去的180可以从大西洋赤道,印第安大西洋边界在南塔斯曼和赤道太平洋上升。赤道大西洋813 c高于在南塔斯曼上升,但随后胃肠道旋回性和维护一个梯度显示维护northern-source深水过去160可以。此外,塔斯曼d13C数据上升与赤道太平洋非常类似强调密切跟踪的南大洋和中央太平洋海域。

虽然争论还在继续,最近的数据(例如Moy et al ., 2006;i n . McCave提交和个人沟通2007)倾向于更柔和NADW输入和没有重大重组的南大洋水质量在冰川时期。

11.4.1.2。中间水域

southern-sourced的分散,中间深度水域分布的关键过程热、盐、营养物质和气体赤道和北部高纬度地区(例如Sarmiento et al ., 2004)。北方的水(SAMW)和亚南极的运输模式南极中间水向南(AAIW)很大程度上平衡出口NADW(戈登,1986)。SAMW和AAIW形式附近的亚南极的前通过浮力损失热量交换、淡水输入和向北埃克曼输送虽然风应力和横向平流的变化可能也扮演了一定的角色(例如麦卡特尼,1977;Rintoul et al ., 2001;Toggweiler et al ., 2006)。虽然中间水形成的模式(s)不是很好理解,观察表明,SAMW和底层AAIW下降到~ 500 ~ 500 - 1400米深度,分别。SAMW形成相当普遍,而AAIW代是支持在SE西南太平洋和大西洋。

鉴于其来源风力海洋表面,中间水域通常有高架d13C内容揭示了水文数据和中间深度底栖有孔虫,假设其他因素没有发挥作用(例如Lynch-Stieglitz et al ., 1994;Pahnke和锥盘,2005)。相比之下,冰川底栖生物记录显示显著减少813 c,解读为减少中间水的供应。在下一节中详细列出,冰川南大洋与海面温度(i)大幅冷却器(太平洋)6°C比现在冷(例如Mashiotta et al ., 1999;雪佛兰景程社区成员,2004;巴罗斯et al ., 2007),(2)更广泛的后朝赤道方向迁移的南部水域~ 5 - 10°纬度(霍华德和Prell, 1992;Gersonde et al ., 2005), (iii)多风的后一个朝赤道方向位移和集约化的纬向西风(Shulmeister et al ., 2004;Toggweiler et al ., 2006)和(iv)支持更广泛的海冰的封面~ 100%多于目前(Gersonde et al ., 2005)。Pahnke和锥盘(2005)认为,融化的海冰扩张,伴随其向北运输在一个精力充沛的埃克曼层,减少了表面密度和浮力SAMW和AAIW沉没。尽管这种下降趋势,中间仍然是热导管与南极洲水域和赤道海洋从各自的温度记录的强一致性(拉米et al ., 2004;基弗et al ., 2006)。这个链接调用韦弗et al .(2003)作为一个潜在的经向翻转在北大西洋的控制。脉冲融水从南极洲清新AAIW,抵达后在北大西洋可能增加密度与地表水鼓励沉没和NADW的形成。

11.4.1.3。地表水

胃肠道周期有明显影响上层海洋与大气中由于直接交互。太平洋的重建过去的25 - 400可以记录恢复了活塞的近似范围核心突出标志着冰川冷却在轨道频率在大西洋南部海洋的部门(例如Mortyn et al ., 2002;Gersonde et al ., 2003年,2005年;比安奇和Gersonde, 2004;Pahnke和萨克斯,2006),印度的部门(例如霍华德和Prell, 1992;Gersonde et al ., 2005;巴罗斯et al ., 2007),西南太平洋(图11.5;韦弗et al ., 1998;巴罗斯et al ., 2000年,2007年;Pahnke et al ., 2003; Neil et al., 2004; Pahnke and Zahn, 2005) and the SE Pacific (e.g. Mashiotta et al., 1999; Lamy et al., 2004). A wide range of geochemical, isotopic and microfossil proxies is used to derive SSTs (see summary in Wefer et al., 1999), which can vary according to the proxy (Barrows et al.,

2007)。寻求可靠的对比海洋盆地进一步混淆了一些palaeoceanographic观察,记录局部效应如上涌,而不是区域信号(例如Pahnke和萨克斯,2006)。记住这样的限制,上述研究表明,海洋冷却周围最为明显40-46°S大冰期期间(如。海洋同位素阶段2、6、8、10、12)太平洋4 - 6°C时比现在低(图11.6)。这种变化被记录在大多数部门的南大洋可能除了太平洋中部的一个稀疏数据库表明,冷却是那么严重(Gersonde et al ., 2005)。当然,太平洋盆地的西部和东部的利润率受到4 - 6°C冷却在LGM(拉米et al ., 2004;巴罗斯et al ., 2007)。相比之下,海洋同位素阶段的峰值间冰期5 e和11记录太平洋3°c比现在暖和。风场的振幅波动减少向南(霍华德和Prell, 1992;Gersonde et al ., 2003)和南部的一次南极极地,太平洋,例如比出席~ ~ 3°C冷却器50°S和< 1°C冷却器~ 52°南部的年代,至少在印度Atlantic-SE行业。

海温记录延长超过一百万年以上南大洋限制主要DSDP和ODP网站,因为他们的稀疏覆盖防止区域模式识别(图11.7)。然而,他们强调时间趋势尤其是在从41 kyr-paced过渡到100年kyr-paced胃肠道周期。海温记录值得注意的是(我)ODP 1090位于现代亚热带和亚南极的方面在大西洋SE (Becquey Gersonde, 2002;Hodell et al ., 2002), 1123 (2) ODP位于南太平洋的北部边界,在西南太平洋的亚热带前面(图11.5;Crundwell et al .,

2008)。他们选择的,因为他们都是基于有孔虫转移

图11.6:(B)、堆放海温正常化的现代价值0摄氏度,编制的南大洋,巴罗斯et al . (2007)。LGM它突出显著的冷却,当温度高达50 C比现在冷却器和海温与温暖near-synchronous突然波动阶段在南极洲(C)但主要领导在北方著名d o事件

半球(A)。

函数和来自公海网站超出当地复杂性由深度测量法。两个记录展示相同的海温变化的三个阶段(图11.7),但有时变化的类型和程度不同的区域海洋学。

阶段1:41可以循环马(1.2和0.87 Ma)早些时候。西南太平洋温度呈现出高振幅波动胃肠道内4 - 70 c的9 - 180 c。这些波动叠加在一个总体与间冰期最适条件降温趋势尤其明显,逐步从18岁下降到140 c。大西洋的SE太平洋有更多限制1-30C振幅和胃肠道的3-50C范围。降温趋势不明显,

雪佛兰景程圆顶C

意味着sortable-silt记录网站1123(大厅等等。2001)

西南太平洋网站1123美国大西洋网站1090底栖生物氧同位素记录(Crurxiwell等等。2006)(Becquey & Gersonde 2002)西南太平洋海温ra网站1123(大厅等等。2001)*”0 (% =)

图11.7:复合块南极南大洋raybet雷竞技最新气候代理跨越最后1.2最高产量研究。允许的数据耦合胃肠道大气中的可变性,海洋和冰冻圈系统评估在长期变化的背景下从41可以通过MPT气候系统(阶段1)(第二阶段),进入raybet雷竞技最新

加强ACC, AABW增产和太平洋深处流入加剧引发反应

向北扩张了

向北迁移的海冰边缘

大北方的半球冰盖扩大极冰原

最小的开放水域的证据

在罗斯海MIS 31

可能的崩溃RIS和极冰原。

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AND-1B——罗斯海(ka) NH冰川时代

•g。沉积距离日晒循环周期

倾角倾斜(度)

太平洋深处通风西南太平洋SST S大西洋$ $ T Golobal冰体积南极的空气温度

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但不规则下降很明显从1.06 ~ 0.87 Ma间冰期的最适条件从7 - 4°C。一般冷却在南极冰冻圈的两个站点反映了扩张伴随着向北迁移的冷表面水域,在深度有普遍增加至少在温盐环流向太平洋(大厅et al ., 2001)。因此,在1123年ODP,亚热带水被亚南极的流离失所的最后一部分前返回终端和早期间冰期。相反,越向南的选址ODP 1090主要是受极地附近的地表水通过胃肠道的周期从而占低温抑制振幅和胃肠道的范围。第一阶段终止在两个地点在海洋同位素阶段的突出间冰期21。

阶段2:MPT马(-0.4 ~ 0.87)。这个基本从41 - 100可以主宰世界的一个标志是在两个站点持续温暖和更长期的间冰期,打断了一些最冷在更新世冰川时期。胃肠道周期性在大西洋SE最为明显,而受到的影响亚南极的水甚至亚热带海洋同位素阶段15。毫不奇怪,向南迁移的亚热带水尤其在ODP 1123是从哪里主导太平洋海洋同位素阶段战绩与其间的冰川,海洋14同位素阶段,只带一个适度的冷却(< 2°C)。温暖的海域的一般变暖和向南迁移期间南极MPT符合减少的影响,这是由一个不那么剧烈的温盐环流进太平洋所显示大厅et al . (2001)。解释明显胃肠道变异性Becquey和Gersonde(2002)反映100可以周期的影响力越来越大,进而驱动主要由北半球冰盖的变化。然而,这些司机的影响似乎削弱了亚热带影响所证明的ODP 1123记录特别是海洋同位素阶段战绩。

第三阶段:100年可以周期(~ 0.4 ma)。在大西洋SE的100可以世界伴随着高度可变太平洋与胃肠道对比8°C。这些重大波动发生在ODP主要是气候变暖的背景下,1090年,这主要在亚南极的水。同时也表现出100 kyr-paced太平洋,胃肠道差异在ODP 1123不太明显但海洋同位素阶段(6 - 5)少于5°C。这样的低调反应可能反映了南太平洋副热带流入的影响(如卡特et al ., 2008)。尽管不同的SST振幅SE西南大西洋和太平洋数据显示逐步减少在间冰期最适条件~ 3°C阶段3。

11.4.1.4。海洋方面

从前面讨论的变化很明显,太平洋在胃肠道周期密切相关的经向位移极地水域,这是影响南极冰冻圈和纬向风的状态。冰期冬季海冰的主要扩张。LGM,海冰增加了~ 100%与现在相比,延长3 - 8°纬度在大西洋,在印度,可能7 - 10°~ 2 - 5°在太平洋,牢记过去地区稀疏数据覆盖(Gersonde et al ., 2005)。这一扩张伴随着纬向风的集约化和朝赤道方向位移(Thiede, 1979;Shulmeister et al ., 2004)以及向北迁移的冷水和海洋方面(例如霍华德和Prell, 1992;Becquey Gersonde, 2002;Gersonde et al ., 2003;Crundwell et al ., 2008)。迁移的程度取决于气候驱动的强度和持续时间,以及南方海底的形态,例如新西兰东部的胃肠道位移方面,受到广泛的潜艇海拔等算法的查塔姆上升被限制为1 - 2°纬度增加波峰(韦弗et al ., 1998;赛克斯et al ., 2002)。 In contrast, frontal systems and associated water masses in the open Southern Ocean are free to migrate further afield (Fig. 11.5). However, it is an open question as to how SSTs represent shifts in ocean fronts. As pointed out by Gersonde et al. (2005), control sites are too scattered to delineate the temperature and salinity gradients that define frontal systems. Accordingly, the following outline of frontal migrations is indicative only. The data of Becquey and Gersonde (2002), Gersonde et al. (2005) and Howard and Prell (1992) indicate northward migrations of 4°, 510° and 2-3° for Antarctic Polar Front in the Atlantic, Indian and Pacific sectors, respectively, during the LGM. At the same time, the SAF shifted 4-5° and 5-10° in the Atlantic and Indian, respectively. SSTs from the easternmost (Lamy et al., 2004) and westernmost Pacific (Crundwell et al., 2008) suggest similar northward displacements. In contrast, migrations of the STF were restricted to only ca. 2-3° and 5° latitude in the Atlantic and Indian sectors suggesting an intensification of oceanographic gradients at the northern limit of the Southern Ocean (Gersonde et al., 2005). The reasons for such limited migration are not clear but it maybe reflect a counteraction by the副热带环流在主要的盆地。

除了胃肠道周期,长期记录从ODP网站(图11.7)识别广泛领域的变化。1090年在ODP PF盛行,代表一个可能的转移~ 7°以北纬度当前位置(Becquey Gersonde, 2002)。在网站是由SAF MPT,但中断的冰川游览

PF。在第三阶段,SAF主导但点缀了底座的间冰期的入侵。在西南太平洋,北ODP 1123过去的1.2内最高产量研究或北部的底座(Crundwell et al ., 2008)冰川高峰期间除外。向北边缘的年平均海温的现代SAF 11°C (Uddstrom Oien, 1999),然后年平均palaeo-SST资料显示,(i)第一阶段是一个频繁的时代冰川SAF和相关海域的入侵~ 5°纬度的代表向北迁移;(2)第二阶段MPT目睹只罕见的SAF迁移,在下半年停止当底座盛行和(iii) SAF位于南到达站点1123只海洋同位素阶段的大冰期6。

11.4.1.5。表面洋流

像在前一节中提到的,SST数据显示向北迁移的PF和SAF冰川时期。因为这些方面适应大多数的流在ACC(例如惠氏,1988;Rintoul et al ., 2001)推理是当前系统这个专业还搬到北,可能通过~ 5°或更多的纬度。然而,鉴于(i)海温资料的局限性来定义过去额位置,(ii)标志着地形指导现代ACC的中期海洋山脊(例如:戈登et al ., 1978;《et al ., 1995;摩尔et al ., 1999)和(3)强烈的现代ACC的纬度变化方面如PF,范围在5 - 7°的纬度(摩尔et al ., 1999),目前尚不清楚ACC表现如何。还不确定是否产生更强的风下的ACC加强冰川时期的政权。当然ACC主要是风动,这种强迫的程度取决于中纬度西风的位置(Toggweiler et al ., 2006)。风力加强了ACC通过直接剪切也增强了北埃克曼运输,进而向南运输和最终的赔偿上升流南极边缘的深水。这些影响最为明显,当风与ACC今天一样。尽管冰河时期西风(莫雷诺et al ., 1999;西格曼和博伊尔,2000年)和ACC的主要方面是比今天更北的地方,现在还不知道如果风和电流是一致的。然而,ACC的迁移受到海底形态如Scotia海(Pudsey和豪,1998),或关闭新西兰东部(Neil et al ., 2004)、ACC似乎加强了,虽然还不清楚如果这是一个应对风力增加,压缩方面的深度测量法或这两个过程。

11.4.1.6。冰山放电和迁移

胃肠道的代理人行为的南极冰IRD的南大洋沉积物记录中找到。ODP网站1011,南极半岛提供了一个全面发展的历史跨越3 Ma(科恩,2002)。特性明显IRD沉积阶段约2.8,1.9和0.85 Ma,交错的沉积后胃肠道周期的频率41可以从2.2到1.0 Ma和100年后可以频率0.4 Ma。在后者的周期,冰川和间冰期是主要的冰漂流的时候。详细记录过去的300可以在威德尔海证实了强烈IRD在胃肠道转换信号,但显示了高的沉积IRD继续下面的冰河时期的早期(图11.8;Grobe Mackensen, 1992)。威德尔海的记录也显示了一个一致的IRD自200年以来生产可以减少

图11.8:正常化堆叠IRD在源生成的配置文件威德尔海(Grobe Mackensen, 1992),在一个遥远的depocentre——沉积坎贝尔高原、新西兰(卡特et al ., 2002)。两个配置文件显示类似的大纲,但关键的区别是,解码器的最大生产没有忠实地复制了新西兰(尤其是在胃肠道过渡当海洋变暖,减少对冰山保存有风不太有利。

正常化栈坎贝尔高原威德尔海

图11.8:正常化堆叠IRD在源生成的配置文件威德尔海(Grobe Mackensen, 1992)和沉积在一个遥远的depocentre -坎贝尔高原,新西兰(卡特et al ., 2002)。两个配置文件显示类似的大纲,但关键的区别是,解码器的最大生产没有忠实地复制了新西兰(尤其是在胃肠道过渡当海洋变暖,减少对冰山保存有风不太有利。

(7)海洋同位素阶段。叠加millennial-scale解码器胃肠道周期脉冲的频率,鉴于年龄模型的不确定性,从SE起源于大西洋西南太平洋,至少在过去的70年可以(Labeyrie et al ., 1986;Kanfoush et al ., 2000;卡特et al ., 2002)。解码器Kanfoush et al .(2000)事件与时间的NADW生产和温暖的间冰段在北大西洋。这导致了命题,流入的增加相对温暖NADW和/或海平面的上升不稳定冰盖促进冰山放电。

一旦产犊,冰山从威德尔罗斯在威德尔海地区最可能被俘,罗斯和无名的沿海环流从现代冰山轨迹(钥匙,1990)。然而,一些被ACC最终携入的东移,确定从现代冰山路径(Tchernia Jeannin, 1983),最后冰川IRD传播模式(库克和海斯,1982年),和一个融水信号生成35-17kyr (Labeyrie et al ., 1986)。毫不奇怪,解码器威德尔海概要(Grobe Mackensen, 1992)广泛与新西兰东部海域(图11.8;卡特et al ., 2002)。然而,也有差异,间冰期的记录更柔和了新西兰,一个功能卡特et al。(2002)认为从南极冰山融化的途中。相比之下,冰川的记录更相关的指示旅行更好的保护冰山的寒冷的冰川海洋并可能加剧ACC (Pudsey豪,1998;尼尔et al ., 2004)。

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