Bondin kierto

Bondin kierto  oli jääkaudella tapahtuva kylmenemisten ja lämpenemisten vuorottelu, joka tapahtui noin 7 000 vuoden jaksoissa. Jaksot vaihtelevat välillä 3 000–14 000 vuotta. Jääkaudella tapahtui Bondin kiertoa, joka oli hidas lämpötilan viileneminen ja sen nopea palautuminen noin 7 000 vuoden jaksossa. Tämän jakson päällä ratsasti hieman lyhyempiä mutta suuria lämpötilanvaihteluja, mm. DO-tapahtumat. Bondin kierron arvellaan johtuneen siitä, että jäätiköt olivat välillä raskaita ja välillä kevyitä. Suuri jäätikkö romahti jostain syystä äkkiä mereen, ehkä oman painonsa alla, noin 7 000 vuoden välein. Tämän jälkeen tuli jonkin aikaa kylmää, ja lämpeni äkkiä. Lämpötila alkoi taas viiletä jäätiköiden uudestaan laskiessa ja muuttuessa raskaammiksi.

Jakso oli Veiksel-jääkauden alussa pitkä, ja lyheni loppua kohti. Kierto alkoi nopealla noin 15 °C:n lämpötilan nousulla Grönlannissa. Tällöin vapautui suuria määriä jäävuoria mereen, mikä vähitellen jäähdytti ilmastoa. Tämän hitaan jäähtymisen katkoivat pienemmät, nopeammat n. 8 asteen viilenemiset ja hyvin nopeat 8–10 asteen nousut, DO-tapahtumat. Jokainen viileneminen päättyi yhä pienempään lämpötilan nousuun, kunnes Bondin sykli alkoi taas alusta. Lämpötila vaihteli huomattavasti myös pienemmän viilenemisen aikana, oli mini-DO-kierto. Arvellaan olleen myös noin 300–500 vuoden jaksollisuutta jääkaudella. Pienempi DO-kierto liittyi vedenpinnan nousuun ja sitä seuranneeseen lauttajään irtoamiseen. Pitempijaksoiset viilenemiset saattoivat johtua suurten jäätikön patoamien jääjärvien tyhjenemisestä.

Bondin kierron arvellaan liittyneen muutoksiin Amerikan Laurentiden jäätikössä sekä sen vaikutuksesta termohaliinikiertoon. Bondin kierto alkoi hitaalla jääkentän koon kasvulla, johon liittyi laskeva trendi lämpötiloissa Pohjois-Atlantin pohjan tuntumassa olevan syväveden muodostuksessa. Bondin kiertoon liittyvässä Heinrichin tapahtumassa jääkenttä kutistui äkkiä ja lämpötila laski yli 10 °C. Tähän liittyi mahdollisesti Amerikassa olevan jääjärven tyhjeneminen. Valtava määrä jäävuoria vapautui mereen. Lämpötilan kanssa samaan tahtiin vaihteli syvän veden muodostus Atlantilla. Syvä vesi on ollut alkujaan lämmintä merivirran pintavettä, mutta on viilennyt ja vajonnut pohjaan.

Jääkauden aikaiset kolme merivirtatilaa

Pohjois-Atlantin merivirtatilat

 Kylmin vaihe: Golfvirta pysähtyi kokonaan, Atlantti jäätyi 50. leveysasteen pohjoispuolelta, Heinrichin tapahtuma, kylmä stadiaali, suuri jäätiköiden laajeneminen tai jään vetäytymisen pysähtyminen.
 Kylmä vaihe: Golfvirta ja jään raja ulottuvat leveysasteelle 60 Islannista etelään. DO-tapahtuman kylmä vaihe, jäätiköt kasvavat stadiaalivaihe.
 Lämmin vaihe: Golfvirta toimii täydellä teholla. Se ja jäätön alue ulottuvat Pohjois-Norjaan 70. leveysasteelle, ehkä jopa Huippuvuorille ja Novaja Zemljalle. Alkaa äkillisellä lämpötilan nousulla kun Golfvirta käynnistyy.

Bondin kierron vaiheet

 Hyvin kylmä vaihe, jolloin jäävuoria romahti mereen
 Äkillinen lämpeneminen, hitaampi viileneminen
 Kylmä vaihe
 Vaiheet 2 ja 3 toistuivat muutaman kerran, ja palattiin vaiheeseen 1)
Bondin kierron aikana lämpenemiset mahadtuivat ja lyhenivät

Bondin kierron kuvaus merivirran kannalta 

Golf-virta tuo vettä etelästä ainakin kahdelle termohaliinikierron alaspainumisalueelle, Norjanmerelle 10 Sv voimalla ja Labradorinmerelle 5 Sv voimalla.

Jääkaudella Pohjois-Atlantin Golfvirran voimakkuus vaihteli jäätiköiden sulamisvesien takia. Golfvirta toi lämpöä Pohjois-Atlanttia ympäröiville alueille, mm. Eurooppaan. Kaikkein kylmimpänä kautena koko Golfvirta Pohjois-Atlantilla pysähtyi, kun Hudsoninsalmelta tulleet jäävuoret pysäyttivät termohaliinikierron myös Labradorinmerellä.  Kylmänä kautena Golfvirta oli Norjanmerellä Norjan ja Islannin välissä pysähdyksissä. Kaikkein lämpimimpänä jääkauden kautena Golfvirta ulottui Pohjois-Norjan pohjoispuolella ohi Britannian ja Skandinavian suurten jäämassojen. Golfvirta hinasi perässään myös lämmintä ilmaa. Suuria maailmanlaajuisia kylmenemisiä (jolloin Golfvirta ei virrannut Pohjois-Atlantilla lainkaan) sanotaan Heinrichin tapahtumiksi. Vain Pohjois-Atlantin ympäristöön/pohjoiselle pallonpuoliskolle liittyvät Dansgaard-Oescherin tapahtumiin, joita oli yhdessä Bondin kierrossa monta Heinrichin tapahtumien välissä. Näihin liittyvissä pienissä kylmenemisissä Golfvirta pysähtyi vain osittain, Islannin ja Grönlannin lähelle ulottuva haara meni tukkoon jäiden sulamisvesien takia. Dansgaard-Oeschgerin tapahtuma käynnisti lämpimän kauden, jolloin jää suli laajalta alueelta ja kasvillisuusvyöhykkeet siirtyivät pohjoisemmaksi.

Termohaliinikierron häiriö

Jääkauden keskelläkin lämpimänä kautena Golfvirta ulottui Pohjois-Norjaan, jonka viereinen meri ei ollut yhtenäisesti jäässä ainakaan kesällä. Islannin jääpeite kutistui. Ilmasto lämpeni Norjassa 5 °C, Etelä-Englannissa 4 °C, Ranskassa 2–4 °C ja Itä-Euroopassa 2 °C. Kylmänä kautena jääpeite ulottui linjalle Newfoundland–Islanti–Irlanti. Kaikkein kylmimpänä kautena Etelä-Englannin ja Grönlannin eteläkärjen ja Islannin välissä ollut alue jäätyi, ja Länsi-Euroopan lämpötila laski 1–2 °C, eniten Ranskassa ja Espanjassa.

On melko todennäköistä, että dryaskauden tapaiset muutaman asteen viilenemiset johtuvat termohaliinikierron pysähtymisestä tai keskeytymisestä. Termohaliinikierrossa kylmä tiheä suolainen syvävirtaus pitää yllä ilmankin lämpötiloja tasaavaa meriveden kiertoa. Suolaton kylmä vesi sotkee tämän virtauksen sekä pinnalle että syvälle virratessaan. Kiertohan perustuu veden tiheyseroihin, jotka riippuvat sekä veden suolaisuudesta että lämpötilasta. Suolattoman, kylmän veden virtaaminen Golfvirtaan riittää pysäyttämään sen.

Termohaliinikierto on tämän mukaan erityisen herkkä muuttumaan paikallisten häiriöiden takia. Ilmastossa tiedetään olevan monia muita lyhyehköjä jaksollisuuksia, kuten El Niño.
Nykyään arvellaan, että termohaliinikierto värähtelee itsekseen sopivissa oloissa, varsinaista tahdittajaa ei tarvita. Lämpimänä jääkausien välisenä aikana ei tiedetä tapahtuneen voimakkaita muutoksia termohaliinikierrossa
ja pohjoisissa lämpötiloissa.

Eri tutkijat ovat arvelleet ilmastossa esiintyvän muun muassa 1500, 2100 tai 2500-2600 vuoden jaksoja. Toisten mielestä 1500 vuoden jakso on 1470 vuotta, toisten mielestä noin 1000-2000 vuoden valejakso.

Auringon aktiivisuudessa arvellaan tapahtuvan muutoksia 1 500 vuoden jaksoissa. Nämä muutokset heijastuvat maapallolle ja olivat ehkä voimakkaampia jääkaudella juuri termohaliinikierron helpomman häiriytyvyyden vuoksi. Toinen teoria on, että Kuun aiheuttamat häiriöt muuttavat jäävuorien muodostumista 1 800 vuoden jaksoissa. Nykyisellä jääkausien välisellä ajalla ilmasto ei viilene äkkiä jääkausilukemiin. Termohaliinikierto ei pysähdy muutamassa viikossa. Lisäksi kasvihuoneilmiö saattaa kompensoida termohaliinikierron pysähtymisen vaikutukset.

Keski-Veikselin DO-tapahtumat

Keski-Veikselin eräässä vaiheessa tapahtui pohjoisella pallonpuoliskolla sarja nopeita lämpötilan muutoksia, jotka eivät näy Antarktiksen lämpötilakäyrässä ja ilmakehän hiilidioksidikäyrässä. Ne olivat peräkkäisiä DO-tapahtumia joissa lämpötila ja jäätiköiden sulamisvesien määrä ensin nousivat rajusti, sitten laskivat hitaasti.

Heinrichin tapahtuman ja DO-tapahtuman tandem

Heinrichin tapahtuma ja suurin DO-tapahtuma seurasivat ajallisesti toisiaan kuin ajajat tandempyörässä kun pyörä ajaa ohi. Ensin tapahtui suuri, noin 1 000 vuoden levyinen viileneminen, Heinrichin tapahtuma. Pohjois-Atlantille levisi suuret määrät jäävuoria ja ne sulivat. Tällöin termohaliinikierto pysähtyi kokonaan jäävuorien sulavesien takia. Golfvirta ja Pohjois-Atlantin merijää ulottuivat 50 leveysasteelle. Vallitsi kylmä stadiaali, jäätiköitymisaika. Etelämantereen lämpötila alkoi hitaasti nousta, samoin ilmakehän hiilidioksidipitoisuus. Grönlannissa oli kylmää 1 000 vuotta. Mutta sitten sattui DO-tapahtuma, jolloin lämpötila nousi äkisti. Sulamisvettä vapautui suuri määrä mereen. Merivirta ulottui ainakin 70. leveysasteelle. Alkoi lämmin interstadiaali, jonka aikana lämpötila alkoi kuitenkin laskea hitaasti. Hidasta laskua kesti 1 000 vuotta. Myös Antarktiksen lämpötila kääntyi laskuun. Kun lämpötila oli jälleen kylmällä stadiaalitasanteella, Antarktiksenkin lämpötilan lasku pysähtyi, samoin ilmakehän hiilidioksidipitoisuus. DO-tapahtuman jälkeisellä jääkausitasanteella merivirta ulottui leveysasteelle 60. Heinrich-Dansgaard/Oeschger tandemeita sattui jääkaudella ainakin 14 500 vuotta sitten (H1, Bølling/Allerød-lämpeneminen), 36 000 vuotta sitten (H4, jota seurasi DO- tapahtuma 8), 45 000 vuotta sitten (H5 ja DO-tapahtuma 12).

Pohjoisen ja etelän välinen kiikkulauta 

Eteläisen pallonpuoliskon tapahtumat ovat havaintojen mukaan osin päinvastaisia. Esimerkiksi kun Pohjois-Atlantilla on kylmä Heinrichin tapahtuma niin silloin Antarktiksen lähellä kylmenee hitaasti ja päin vastoin.

Katso myös 

 Jääkausi
 Heinrichin tapahtuma
 DO-tapahtuma
 Termohaliinikierto

Lähteet

Viitteet

Aiheesta muualla 

Abrupt climate change due to mode switches between three circulation modes of the glacial Atlantic

Jäätikkötiede