Koniec ostatniego zlodowacenia charakteryzuje jednoczesny wzrost temperatury i zawartości CO2 w atmosferze • Alexey Gilyarov • Wiadomości naukowe o "Elementach" • Klimat, Glacjologia

Koniec ostatniego zlodowacenia charakteryzuje się jednoczesnym wzrostem temperatury i CO 2 w atmosferze

Dynamika zawartości CO2 w atmosferze (w ppm – części na milion, lewa skala) do zmian temperatury (Skala po prawej stronie) na Antarktydzie w momencie zakończenia ostatniego zlodowacenia według Pedro et al. (górny panel) i Parrenin et al. (dolny panel). Wyświetlana jest temperatura na obu wykresach. ciągła liniaipunkty odpowiadają treści Z2. Widać, że w obu przypadkach temperatura i CO2 zmień w tym samym czasie. (Od Brook, 2013)

Zastosowanie nowych metod umożliwiło wyjaśnienie różnic w wieku pęcherzyków powietrza uszczelnionych w lodzie na Antarktydzie i lodzie bezpośrednio otaczającym te bąbelki. W związku z tym stało się możliwe zsynchronizowanie danych dotyczących długoterminowych zmian zawartości dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze i temperaturze w regionie Antarktydy. To z kolei pozwoliło nam podejść do rozwiązania długotrwałego problemu ekologów – co następuje: temperatura CO2 w atmosferze lub odwrotnie – CO2 nad temperaturą? Analiza szczegółowych danych dotyczących okresu ostatniego zlodowacenia wykazała, że ​​temperatura i CO2 zmienił się prawie jednocześnie. Zwiększona temperatura promowana CO2 do atmosfery i wzrost CO2 doprowadziło do wzrostu temperatury z powodu zwiększonego efektu cieplarnianego.

Badania lodu antarktycznego wskazują, że w ciągu ostatnich 800 tysięcy lat zawartość dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze i temperaturze zmieniały się ściśle synchronicznie, przynajmniej w skali setek tysięcy lat. Tradycyjnie uważa się, że temperatura powinna podążać za zmianami w CO.2, ponieważ jest to wzrost zawartości CO w powietrzu2 prowadzi do zwiększenia efektu cieplarnianego, aw konsekwencji – do wzrostu temperatury. Jednak wielu autorów wielokrotnie zwracało uwagę na to, że temperatura zmienia się niemal równocześnie z CO2, podczas gdy z wyników innych badań wynika, że ​​CO2 podąża za temperaturą z pewnym opóźnieniem.

Aby zrozumieć istotę tych zjawisk, konieczne jest dokładniejsze poznanie czasu izolacji ("uszczelnienia") w lodzie pęcherzyka powietrza, w którym następnie zostanie określona zawartość CO.2, a także czas powstawania otaczającego lodu. Względna zawartość deuteru w lodzie służy jako wskaźnik temperatury powietrza, w którym wytrąca się para (podczas kondensacji pary wodnej w przypadku cząsteczek zawierających deuter, wymagane jest mniejsze chłodzenie niż w przypadku cząsteczek zawierających zwykły wodór).

Pewna nadzieja na rozwiązanie tego problemu wynika z niedawnej pracy międzynarodowego zespołu autorów (Parrenin, Masson-Delmotte, Kohler i in., 2013), który szczegółowo przeanalizował jednoczesne zmiany w zawartości CO2 i temperatury na Antarktydzie w okresie końca ostatniego zlodowacenia – około 20-10 tysięcy lat temu. W tej pracy, a także w towarzyszącym jej artykule E. Brooke (Brook, 2013), rozważane są główne trudności, z którymi musimy się zmierzyć porównując temperaturę i zawartość CO.2.

Pierwsza trudność polega na tworzeniu się pęcherzyków powietrza w lodzie. Śnieg leżący na powierzchni lodu (a dokładniej, firn) stopniowo wraz z głębokością staje się coraz bardziej gęsty, zamieniając się w stały lód. Powietrze z powierzchni przechodzi dość swobodnie przez warstwę jodły, a gdy w końcu tworzy ona szczelnie zamkniętą w lodzie bąbel, z wiekiem okazuje się znacznie młodsza od otaczającego lodu. W miejscach, w których występują niewielkie opady, różnica wieku lodu i zawartego w nim powietrza może sięgać kilku tysięcy lat, a tę różnicę można jedynie oszacować z dużym błędem.

Druga trudność związana jest z charakterystyką globalnego obiegu węgla.Jego zawartość w powietrzu, głównie w postaci CO2, ma znaczący wpływ na klimat, ale klimat nie jest mniej dotknięty przez CO2. Na przykład ogrzewanie oceanicznych wód powierzchniowych prowadzi do silnej emisji CO2 do atmosfery, co dodatkowo przyczynia się do globalnego ocieplenia. Pionowe mieszanie wód oceanicznych w dużej mierze determinuje ilość CO2który może pozostawić powierzchnię przez długi czas w głębokich wodach. Tak więc klimat i CO2 stale wywierają na siebie wpływ. Dowiedz się, jaka jest przyczyna i jakie konsekwencje nie zawsze są łatwe. Ponadto, jeżeli zawartość CO2 rzeczywiście odzwierciedla globalną ilość gazu w atmosferze, nie można tego powiedzieć o temperaturze – w każdym przypadku zależy to od lokalnej temperatury na Antarktydzie i wielkoskalowego trendu klimatycznego.

Prawidłowe jest podjęcie decyzji, co następuje – temperatura zawartości CO2 w atmosferze lub CO2 w przypadku temperatury można jedynie poznać różnicę w wieku pęcherzyków powietrza zamkniętych w lodzie i otaczających je bąbelków lodowych. Autorzy omawianej pracy (Parrenin et al., 2013) w celu określenia wieku lodu formującego się wokół pęcherzyków,używał stosunku izotopów azotu: cięższego 15N do lżejszego 14N. W miarę zagęszczania (starzenia) jodły stosunek ten wzrasta. Metoda ta nie jest doskonała – błąd wynosi średnio około 200 lat, ale jest to nadal znaczący krok naprzód. Wprowadzając odpowiednią korekcję wieku, autorzy wykazali, że temperatura i CO2 przez cały okres ostatniego ocieplenia (20-10 tysięcy lat temu) zmieniały się jednocześnie – prawie niemożliwe jest osądzenie tego, co nastąpiło po czym.

Przebieg różnych wskaźników klimatu Antarktydy w okresie końca ostatniego zlodowacenia (20-10 tys. Lat temu) wraz z wprowadzeniem zmian w różnicach w okresie występowania lodu i pęcherzyków powietrza. Dwie najlepsze grafiki – względna zawartość deuteru (indeks temperatury). EDC – materiały na rdzeniu lodowym z kopuły "C" (działa w ramach projektu EPICA). ATS – materiały na kilku rdzeniach z różnych miejsc Antarktydy po zsynchronizowaniu danych z EDC. Zielona linia pokazuje odpowiednie zmiany w zawartości CO2i czerwony – metan (zwróć uwagę na drugą skalę – miliardowe części, ppb). Dolna szara mapa – zmiany w izotopie ciężkiego tlenu 18Och, na Grenlandii. Z omawianego artykułu Parrenin et al.

Wyniki tego badania zostały niezależnie potwierdzone w publikacjach innych autorów (Pedro i wsp., 2012), którzy pracowali na przybrzeżnych obszarach Antarktydy, gdzie różnica wieku między pęcherzykami powietrza i otaczającym je lodem jest znacznie mniejsza. Doszli do wniosku, że średnio przez okres ostatniego ocieplenia zawartość CO2 w atmosferze było trochę za zmianami temperatury, ale nie wykluczają tego, że w niektórych momentach sytuacja może być odwrotna.

Źródła:
1) F. Parrenin, V. Masson-Delmotte, P. Köhler i in. Synchroniczne zmiany atmosferycznego CO2 i temperatura antarktyczna podczas ostatniego ocieplenia deglacjalnego // Nauka. 2013. V. 339. P. 1060-1063.
2) Edward J. Brook. Prowadzi i opóźnienia w lodzie Nauka. 2013. V. 339. P. 1042-1043.
3) J. B. Pedro, S.O. Rasmussen, T. D. van Ommen. Szybkie sprzężenie temperatury antarktycznej i CO2 podczas deglacjacji // Klimat poprzednich dyskusji. 2012. V. 8. P. 621-636.

Alexey Gilyarov


Like this post? Please share to your friends:

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