轨道控制Iceage周期变化
想象站在太平洋热带岛屿,其中的一个珊瑚环礁,仅仅足够高海拔上升,以避免被路过的台风淹没。现在想象一下,站在20000年前完全相同的地方。不同的是什么?海浪仍然会崩溃的边缘同样的岛,但现在大约375英尺以下你站的地方。的差异将水从海洋的结果并存储在冰原。
经过近40年的研究过去气候的,没有什么比这个事实更惊奇的足够的水是存储在北raybet雷竞技最新美和欧洲的大冰原在过去20000年前冰川最大降低整个世界海洋的水平。下次当你站在海边望向大海,知道你看的只是一小部分海洋,试着想象世界海洋375英尺。或者下次你飞越大西洋和太平洋,花几个小时去另一边在400或500英里每小时,试着去想象。
海洋水退出,您可以步行从爱尔兰到英国,然后在欧洲大陆,或从塔斯马尼亚到澳大利亚新几内亚,或从西伯利亚到阿拉斯加,或从大陆东南亚的印度尼西亚婆罗洲的所有方法。日本当时只是一个现代海洋沿海湖。波斯湾是干燥的土地。在平坦的沿海地区,几十甚至几百英里的海岸线向海的当前位置。
或者考虑有多少海水被困在冰在陆地上。从太空看今天,北美最大的特点是广泛的基岩凸起从科罗拉多,怀俄明西部的高地平原落基山脉塞拉和科罗拉多高原,西部的级联,奥林匹克山和太平洋海岸。平均而言,这种地形隆起海拔约2500米(8000英尺)。然而,20000年前,北美的冰盖形成凸起同样的大小。波峰,冰盖至少2000米(6500英尺)高,和广泛的,圆形穹顶的冰覆盖所有的加拿大和美国北部的部分地区。所有这些冰的重量导致下面的基岩凹陷至少600米(2000英尺)低于其现在的水平,形成了一个碗状萧条。冰的质量是如此之大地球的轴慢慢地向冰旋转开始转移中心。
这自然工程的壮举,人类所做的一切都相形见绌,震惊了一代又一代的科学家,以及由此产生的敬畏感,激发了他们的一些终身追求解释怎么会发生这种事情。对于那些感觉轨道的变化可能的解释,第一个问题是找出哪些季节是至关重要的,为什么。
在1870年代和1860年代,詹姆斯Croll提出,冬天太阳辐射获得的数量是关键控制冰原的大小。起初,这个想法听起来完全是合情合理的:雪必须为了冰的积累,和冬季无疑是最表明季节。降低大量的太阳辐射会让冬天冷,长,允许更多的降雪,有利于冰原的增长。但是在进一步的反思,这个想法毫无意义。Croll忽略了消融的力量,一个词总结了所有的过程,冰雪融化。Croll经历了夏季温暖在弗吉尼亚州谢南多厄河谷南部,他可能会看到不同的事情。试着想象甚至最厚雪堆在一些山深湾幸存的烈日下,中午热,温暖的夏季降雨。
即使是冬天在这里不要让雪躺在地上很久。早在1996年1月,我们有一个不寻常的30英寸暴雪的粉状雪飘到5和6英尺的深度。这场风暴打击整个东海岸从乔治亚州到缅因州,1900年代的一个最大的风暴。雪停后,温度冷呆了大约一个星期,17英寸的粉慢慢解决压实的雪。
一天晚上当地预报要求不断上升的气温和雨过夜。在午夜之前不久,雨开始之前,我打开我们的泛光灯,看着外面的积雪,上床睡觉了。那天晚上,强降雨袭击我们的房子的屋顶上,带我半梦半醒好几次。在早上6点左右,我下了床,打开泛光灯。我难以置信,雪的草地几乎是完全免费的,除了一些补丁飘一直最深的地方。不知何故,几乎一英尺半的压实的雪已经消失在不到6个小时。后来我得知,在一夜之间气温已经上升到50年代和60年代(°F)。雨,是如此温暖,它致力于雪像温暖的水龙头水冰块。那天晚上,当地的山坡上只在夏季特大洪水通常看到倾盆大雨。这里是一个例子的快速消融即使在冬天的晚上中间! At this latitude (37°N), snow rarely covers the ground for more than a month per year each winter because of the effect of the Sun and above-freezing daytime temperatures.
当然,我们北消融并不占主导地位。在加拿大的南部填充层(近50°N),雪可能躺在地上的一半。再往北,在纬度高于65°N,无季节两个月收缩。然而,在今天的气候,无论多么白raybet雷竞技最新雪皑皑的冬季,夏季仍然温暖足以融化的雪落,除了分散补丁在异常凉爽的夏天。甚至远北地区,不可能留下任何大量的雪在夏天的结束,下一个冬天的积累可以添加它,并开始构建一个冰盖的过程。这个关键洞察力量的夏天从詹姆斯Croll熔炼失踪的假说。
在1900年代早期Milutin米兰柯维奇从气象学家Wladimir、跟踪指导Koppen,建议在夏天太阳辐射获得的关键因素决定了增长和冰盖的融化。他推测,冰层会生长在夏天的时候辐射低,熔化时高。在北部地区的北极雪几乎融化在现代的夏季,一个小的减少太阳辐射会允许一些雪持续整个夏天在有利的位置。添加了更多的雪下一个冬天,以上将扩大,和他们明亮的表面会进一步反映更多的辐射和寒冷气候,允许更多的冰雪积累。raybet雷竞技最新
米兰柯维奇的想法,夏天是关键季节最初取得了一些进展,但大多数气候科学家们不相信他是正确的。raybet雷竞技最新仍然缺乏有说服力的证据是基于地球的实际气候的历史。半个世纪以来,米兰柯维奇的想法仍然悬而未决,既不完全支持也拒绝了证据。他于1958年去世,就像第一个关键证据测试他的假设开始出现。
第一个重要的进展,威拉德·利比放射性碳年代测定法的发展和他的同事们在1940年代末。raybet雷竞技最新气候科学家终于有一种约会的一些存款留下的冰原。放射性碳年代测定法通常用于年龄大约在30000年前,成堆的冰川碎片(碛)散落在北美和欧洲北部的风景可以约会如果他们包含有机碳,或者他们的年龄可能是受制于约会土壤富碳层躺在废墟之上或之下直接。大部分的冰川沉积物年龄在20000岁或更年轻。
其他类型的存款证实了这一发现。科学家致力于核心来自湖泊地区南部冰原前发现花粉粒保存在更深层次的湖泊沉积物来自树木,比森林更冷的今天在这些地区增长(例如,云杉花粉粒在橡树森林生长的地区)。放射性碳年代测定法证实,花粉的层冷树冰川碎片的年龄是相同的。
放射性碳年代测定法还显示,去年的大冰原之间最大冰川逐渐融化的大约16000至6000年前,一致
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- 4.1。最后的一个大冰盖在北美慢慢地从美国北部到加拿大东北部20000至6000年前。数据显示过去冰限制在几千年。
与米兰柯维奇的理论。那段时间间隔,在北半球夏季太阳辐射多达9%比今天更高,因为地球的两极更倾向于太阳,因为地球离太阳在北部夏季。在这10000年中,冰盖慢慢退去,最后小残余在加拿大东北部(图4.1)。
放射性碳年代测定法显示,冰盖曾达到最大冰川期大小间隔几千年后当太阳辐射被在北半球夏季要低得多。这冰原大小的落后于太阳辐射也被预测的米兰柯维奇,冰盖曾指出,不会长或立即融化,但数千年应对这个太阳能“司机”。
但一个冰川作用几乎被视为一个明确的测试的Mi-lankovitch假说。科学家需要跨越许多结冰期长记录与太阳辐射的变化计算从天文学。不幸的是,这个记录是不被发现的地区冰盖已经存在。冰川侵蚀营力,恫吓松散材料躺在他们的路径。每个连续的冰川作用破坏了大部分的废墟前冰沉积的进步。剩下的唯一记录基本完整的撤退是最近最大的冰盖20000年前(图4.1)。认为教室黑板上用了一天的讲座。每一抹去,早些时候讲座的记录丢失,除了边缘分散的单词。以类似的方式,只有少数的碎片之前冰期之后仍然没有被侵蚀,而这些通常是太老了过时的放射性碳方法。所以冰盖存在的地方不是寻找连续记录的历史。
相比之下,海洋盆地沉积占主导地位的地方。浅的沿海地区受海浪侵蚀,但大多数深海盆地超出的即使是最大的风暴。由于这个原因,在中间,1900年代后期,注意力转向海洋沉积物可能是归档完整历史的冰河时代。技术发达滴大,空心管道软,砂质泥海底的海洋探险检索沉积物。在许多地方,这些核心提供连续记录几十万年延伸到过去。
核心检索从海洋盆地相邻冰原被发现含有层由大陆岩石碎块直接交付的碎片像花岗岩和较小的矿物颗粒石英和长石。最初,这碎片被纳入冰川侵蚀的土地。然后,随着冰从大陆内部流出,达到大海,冰山断绝了,漂浮,融化,并把碎片到海底沉积物远离源头地区。相比之下,在间隔冰原消失时,海洋沉积物是大陆碎片的自由。这些分层沉积序列来自海洋的长和完整记录的存在和缺乏冰原。
海洋沉积物中还包含一个更重要的冰原的大小。像地球上的其他元素发现,称为同位素氧有几种形式,在质量和重量稍有不同。海洋水和冰(液体和固体水)含有氧18和oxygen-16,不同地区与地区之间的数量。冰盖形式时,他们需要更多的轻oxygen-16同位素从海洋和存储是冰,留下更多的重同位素氧18的海洋。生活在海洋浮游生物,形成碳酸钙壳外有硬壳,和氧气来自海水贝壳。浮游生物死后,他们的炮弹落在海底,成为永久记录的一部分,随着时间的推移堆积。
分层沉积的历史告诉我们关于冰盖浮游生物贝壳。当冰盖生长,更多oxygen-16来自海洋,炮弹在海洋沉积物沉积富集氧18。冰盖融化时,额外的oxygen-16回到海洋,和浮游生物的生活将贝壳。通过分析层层贝壳化石的沉积物,科学家们能够重建的历史和成长融化的冰盖即使是在远离冰区域。
先锋调查沉积物的地球化学家凯撒Emiliani在1950年代和1960年代初表明,序列至少5 glacial-interglacial交替发生在一个区间认为跨过去几十万年。这些glacial-interglacial重复发生,而常规周期主要提高了米兰柯维奇假说因为地球轨道变化规律周期(第3章)。但这些振荡的年龄还不确定,因为这些记录的放射性碳年代测定法的范围延伸至很远的地方。
约会这些年轻的周期的问题很快就解决了一个聪明的但独立的方法,利用化石珊瑚礁海平面“每一”。Coral reefs form at or just below sea level and leave hard skeletal structures in the fossil record. As ice sheets grow, they take water from the ocean, and when they melt they return it. As the level of the ocean moves up and down the sides of ocean islands, the living coral reefs follow, since they can grow only near sea level. Over time, the fossilized corals leave behind a history of past sea level along the island slopes, and changes in sea level can be used to calculate the volume of sea-water trapped in the ice sheets. Also coming into use during the 1960s was a method for dating coral reefs by measuring small amounts of radioactive uranium that exists in seawater and is incorporated in the skeletons of corals. Uranium allowed the corals to be dated.
三个珊瑚礁之间形成80000和125000年前在约会最后被证明是无价的间冰期一段时间,就像今天,最低冰体积和海平面的高度。这些珊瑚礁的日期匹配三个层次的海洋核心的氧同位素和稀缺性冰川碎片显示最低的冰川冰。这些珊瑚礁帮助锚尘封的时间尺度周期和建立一个巨大的发现。
1976年海洋地质学家吉姆·海斯和约翰·Imbrie和地球物理学家尼克·沙克尔顿出版了第一强确认尘封周期与地球轨道的变化。使用海洋沉积物记录延长超过300000年,他们发现三个主要周期变化的氧同位素(冰块)记录:100000年周期,41000年和22000年,恰恰相当于轨道的偏心率周期,倾斜,和旋进(第3章)。此外,冰量的时间周期在41000年和22000年预测由米兰柯维奇匹配:它几千年落后北半球太阳辐射的变化。这令人兴奋的发现的故事,和相关的努力,由约翰所著的书中告诉Imbrie和他的女儿凯瑟琳,冰河时代:解决谜。
41000年的周期100000年周期
继续阅读:数百万年前,可喜可贺
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