Heinrich Olayı

Heinrich olayı, büyük buzdağı gruplarının buzullardan koptuğu ve Kuzey Atlantik'i geçtiği doğal bir olgudur. İlk olarak deniz jeoloğu Hartmut Heinrich (1988) tarafından tarif edilen, 640.000 yıldaki son yedi buzul döneminin beşinde meydana gelmiştir. Heinrich olayları son buzul dönemi için özellikle iyi belgelenmiştir, ancak sondan bir önceki buzullaşmada belirgin bir belgelenme olmamıştır. Buzdağları, buzullar tarafından aşınmış kaya kütlelerini içeriyordu ve eridikçe, bu malzeme deniz tabanına buzlu enkaz olarak düşmekteydi.
Buzdağlarının erimesi, Kuzey Atlantik'e çok miktarda tatlı su eklenmesine neden olmuştur. Bu tür soğuk ve tatlı su girdileri, okyanusta yoğunluktan kaynaklanan, termohalin dolaşım modellerini değiştirmiş olabilir ve genellikle küresel iklim dalgalanmalarının göstergeleriyle örtüşmektedir.
Heinrich olaylarının nedenini açıklamak için çeşitli mekanizmalar önerilmiştir. Bunların çoğu, son buzul döneminde kuzeydoğu Kuzey Amerika'yı kaplayan kıtasal bir buzul olan devasa Laurentide Buz Tabakasının istikrarsızlığını ima etmektedir. Örneğin; (Fennoscandic ve İzlanda / Grönland) gibi diğer kuzey yarım küre buz tabakaları da potansiyel olarak dahil edilip bununla birlikte, bu istikrarsızlığın ilk nedeni hala tartışılmaya devam etmektedir.
Açıklama
Heinrich olaylarının tanımı, Kuzey Atlantik'ten gelen deniz tortulu çekirdeklerinde gözlemlenen IRD tabakasına neden olan iklimsel olaydır: Kuzey yarımküre de buz raflarının büyük bir çöküşü ve bunun sonucunda olağanüstü bir buzdağı hacminin salınması olarak adlandırılır. Buna ek olarak, "Heinrich Olayı" yaklaşık olarak aynı zaman dilimlerinde dünya' nın başka yerlerinde kaydedilen ilgili iklim anormalliklerine de atıfta bulunabilir. Olaylar hızlıdır ve muhtemelen bir milenyumdan daha kısa sürer, bir olaydan diğerine değişen bir süre vardır ve ani başlangıcı sadece birkaç yıl içinde meydana gelebilir. Heinrich olayları, son buzul dönemini kapsayan birçok Kuzey Atlantik deniz tortulu çekirdeklerinde açıkça gözlemlenmektedir. Bu noktadan önceki tortul kaydın daha düşük çözünürlüğü, Dünya tarihindeki diğer buzul dönemlerinde meydana gelip gelmediğini anlamayı zorlaştırır. Bazıları ise Younger Dryas olayını bir Heinrich olayı olarak tanımlamaktadır.
Heinrich olayları, en iyi NGRIP Grönland buz çekirdeğinde kaydedilen, Dansgaard-Oeschger (D-O) olayları olarak bilinen hızlı ısınma olaylarından önceki soğuk dönemlerin tümü olmasa da bazıları ile ilgili görünmektedir. Bununla birlikte, deniz tortulu çekirdekleriyle Grönland buz çekirdeklerinin aynı zaman ölçeğine göre senkronize edilmesindeki zorluklar, bu ifadenin doğruluğu konusunda soruları gündeme getirmiştir.
Heinrich olaylarının potansiyel iklimsel parmak izi
Heinrich'in orijinal gözlemleri, 180 μm ila 3 mm (1⁄8 inç) boyut aralığında, kıtasal kökenli son derece yüksek oranlarda kayaların, "litik parçaların" olduğu okyanus tortulu çekirdeklerindeki alt katmandır. (Heinrich 1988). Büyük boyutlu fraksiyonlar okyanus akıntıları ile taşınamaz ve bu nedenle buzdağları veya buz raflarını kıran ve buzdağları erirken deniz tabanına enkaz bırakan veya deniz buzu tarafından taşınması şeklinde yorumlanır. IRD'nin jeokimyasal analizleri, bu enkazın kökeni hakkında bilgi sağlayabilir: çoğunlukla büyük Laurentide Buz Tabakası, daha sonra Heinrich 1, 2, 4 ve 5 etkinlikleri için Kuzey Amerika'yı kapsar ve tam tersine, küçük etkinlikler için Avrupa buz tabakaları 3 ve 6. Sediman çekirdeklerindeki olayların imzası, kaynak bölgedesinin uzaklığına göre önemli ölçüde değişiklik gösterir. Laurentide kökenli olaylar için, yaklaşık 50 N'de Ruddiman kuşağı olarak bilinen, Kuzey Amerika kaynağından Avrupa'ya doğru yaklaşık 3.000 km genişleyen ve Labrador'dan bir büyüklük sırasına göre incelen bir IRD kuşağı vardır. Denizden mevcut buzdağı rotasının Avrupa ucuna Heinrich olayları sırasında, okyanusa büyük miktarlarda tatlı su akar. Okyanus oksijeni 18'in izotopik anomalisini yeniden üreten bir model çalışmasına dayanan Heinrich 4. olayı için, tatlı su akışının 250 ± 150 yıl süreyle 0.29 ± 0.05 Sverdrup olduğu tahmin edilmiştir. yaklaşık 2,3 milyon kilometre küp (0,55 milyon kübik mil) tatlı su hacmi veya deniz seviyesinde 2 ± 1 m (6 ft 7 inç ± 3 ft 3 inç) yükselme göstermektedir. Pek çok jeolojik gösterge, bu Heinrich olaylarıyla yaklaşık olarak zaman içinde dalgalanır, ancak kesin tarihleme ve pek çok jeolojik gösterge, bu Heinrich olaylarıyla zaman içinde dalgalanır, ancak kesin tarihleme ve korelasyondaki zorluklar, göstergelerin Heinrich olaylarından önce mi yoksa geride mi olduğunu ya da bazı durumlarda birbirleriyle ilişkili olup olmadıklarını anlamayı zorlaştırır. Heinrich etkinlikleri genellikle aşağıdaki değişikliklerle işaretlenir;
Kuzey (İskandinav) denizlerinin ve Doğu Asya sarkıtlarının ( speleothems ) δ 18 O artması, vekaleten küresel sıcaklığın düştüğünü (veya yükselen buz hacmini) gösteriyor (Bar-Matthews ve diğerleri 1997)
Tatlı su akışı nedeniyle azalan okyanus tuzluluğu
Azalmış deniz yüzeyi sıcaklığı Batı dışı tahminler Afrika olarak bilinen biyokimyasal göstergeler aracılığıyla sahil alkenones (2005 Sachs)
Gömülü hayvanların neden olduğu tortul rahatsızlıktaki ( Biyoturbasyon) değişiklikler (Grousett ve diğerleri 2000)
Akı içinde Planktonik izotoTik makyaj (δ değişim 13 C, δ azalma 18 O)
Kuzey Amerika anakarasında meşe ağaçlarının yerini alan soğuğu seven çamların polen belirtileri (Grimm ve diğerleri 1993)
Azalmış genel bolluk - birçok örneğin bozulmamış doğası nedeniyle koruma önyargısına atfedilemez ve azalmış tuzlulukla ilişkilendirilmiştir (Bond 1992)
Amazon Nehri ağzının yakınında ölçülen kıtalardan artan karasal yüzey akışı
Rüzgarla uçuşan artan tanecik boyutu lös olarak Çin, öne kuvvetli rüzgarlar (Porter ve 1995 Zhisheng'i)
Okyanus akıntı hızındaki değişiklikleri yansıtan bağıl Toryum-230 bolluğundaki değişiklikler
Kuzey Atlantik'teki artan çökelme oranları, arka plandaki sedimantasyona göre kıtadan türetilen sedimanlardaki (litikler) artışla yansıtılır (Heinrich 1988)
Avrupa'nın geniş bölgelerinde çim ve çalılıkların genişletilmesi (örneğin, Harrison ve Sánchez Goñi, 2010)
Bu kayıtların küresel boyutu, Heinrich olaylarının dramatik etkisini göstermektedir
Olağandışı Heinrich olayları
H3 ve H6, bazı araştırmacıların bunların gerçek Heinrich olayları olmadığını öne sürmelerine neden olan H1, H2, H4 ve H5 olayları gibi ikna edici bir Heinrich olay semptomları grubunu paylaşmaz. Bu, Gerard C. Bond'un Heinrich olaylarının 7.000 yıllık bir döngüye (" Bond olayları ") uyduğuna dair önerisini şüpheli kılar. Birkaç kanıt, H3 ve H6'nın diğer olaylardan bir şekilde farklı olduğunu göstermektedir.
Litotik zirveler: H3 ve H6'da çok daha küçük bir litik oranı (gram başına 3.000'e karşı 6.000 tane) gözlemlenir, bu da kıtaların okyanuslara tortu sağlamadaki rolünün nispeten daha düşük olduğu anlamına gelir.
Foram çözünmesi: Foraminifera testleri, H3 ve H6 sırasında daha fazla aşınmış görünmektedir (Gwiazda ve diğerleri, 1996). Bu, besin açısından zengin, dolayısıyla aşındırıcı, Antarktika Dip Suyu'nun okyanus sirkülasyon modellerinin yeniden yapılandırılmasıyla bir akışını gösterebilir.
Buz kaynağı: H1, H2, H4 ve H5'teki buzdağları, Hudson Boğazı bölgesinden kaynaklanan Paleozoik "detrital karbonat" açısından nispeten zenginleşmiştir; H3 ve H6 buzdağları ise bu ayırt edici malzemeden daha azını taşıyordu (Kirby ve Andrews, 1999; Hemming ve diğerleri, 2004).
Rafting buz döküntüsü dağılımı: Buzla taşınan tortu H3 / 6 sırasında doğuya kadar uzanmaz. Bu nedenle bazı araştırmacılar, en azından bazı H3 / 6 sınıfları için bir Avrupa menşeli önermeye yönlendirildi: Amerika ve Avrupa başlangıçta birbirine komşuydu; bu nedenle her kıtadaki kayaların ayırt edilmesi zordur ve kaynağı yoruma açıktır (Grousset ve ark. 2000).
Nedenleri
Bir Kuzey Atlantik sondaj çekirdeğinde kalsiyumun stronsiyuma oranı petroloji "kırıntılı karbonat" sayımlarına kıyasla Hudson Boğazı kaynaklı IRD'nin mineralojik olarak ayırt edici bileşeni. Gölgeleme, buzullaşmaları ("buz çağları") gösterir.
İç zorlamalar - "aşırı temizleme" modeli
Bu model, buz tabakalarının içindeki faktörlerin, heinrich olaylarından sorumlu olan büyük buz hacimlerinin periyodik olarak parçalanmasına neden olduğunu öne sürer.
Laurentide Buz Tabakasında kademeli olarak buz birikmesi, "tıkanma aşaması" olarak kütlesinde kademeli bir artışa yol açtı. Tabaka kritik bir kütleye ulaştığında, yumuşak, pekişmemiş buzul altı tortu, yaklaşık 750 yıl süren "temizleme aşamasında" buz tabakasının üzerinde kaydığı "kaygan bir yapı" oluşturmuştur. Orijinal model; jeotermal ısının, buz hacmi atmosfere ısının kaçmasını önleyecek kadar büyük olduğunda buzul altı çökeltinin çözülmesine neden olduğunu öne sürdü. Sistemin matematiği, H3 ve H6'nın gerçekten Heinrich olayları olması durumunda gözlemlenene benzer şekilde 7000 yıllık bir periyodiklik ile tutarlıdır. Bununla birlikte, H3 ve H6 Heinrich olayları değilse, Binge-Purge modeli güvenilirliğini kaybeder, çünkü tahmin edilen periyodiklik varsayımlarının anahtarıdır. Aynı zamanda şüpheli görünebilir çünkü diğer buz çağlarında benzer olaylar gözlenmez bunun nedeni yüksek çözünürlüklü çökeltilerin olmamasından kaynaklanıyor olabilir. Ek olarak, model, Pleistosen sırasında buz tabakalarının küçültülmesinin, Heinrich olaylarının boyutunu, etkisini ve sıklığını, kanıtlarla yansıtılmayan azaltması gerektiğini öngörebilmektedir
Dış zorlamalar
Buz tabakalarının dışındaki çeşitli faktörler Heinrich olaylarına neden olabilir, ancak bu tür faktörlerin, içerdiği büyük buz hacimlerinden kaynaklanan zayıflamanın üstesinden gelmek için büyük olması gerekir.
Gerard Bond, 1500 yıllık bir ölçekte güneş enerjisi akışındaki değişikliklerin Dansgaard-Oeschger döngüleri ve dolayısıyla Heinrich olayları ile ilişkilendirilebileceğini öne sürüyor; ancak enerjideki değişimin küçük boyutu, böylesi bir dışsal-karasal faktörün, en azından Dünya sistemi içinde hareket eden devasa olumlu geri bildirim süreçleri olmadan, gerekli büyük etkilere sahip olma ihtimalini düşürür. Bununla birlikte, ısınmanın buzları eritmesinden ziyade, ısınmaya bağlı deniz seviyesi değişikliğinin buz tabakalarını istikrarsızlaştırma durumu mümkündür. Deniz seviyesindeki bir yükselme, bir buz tabakasının altını aşındırmaya başlayabilir ve altını kesebilir; Bir buz tabakası başarısız olduğunda ve dalgalandığında, açığa çıkan buz deniz seviyelerini daha da yükseltir ve diğer buz tabakalarının dengesini daha da bozar. Bu teorinin lehine, Avrupa'daki dağılmanın 1.500 yıl öncesine kadar Avrupa'nın erimesinden önce geldiği H1, H2, H4 ve H5'teki buz tabakasının parçalanmasının eşzamanlı olmamasındandır.
Atlantic Heat Piracy modeli, okyanus sirkülasyonundaki değişikliklerin, bir yarım kürenin okyanuslarının diğerinin pahasına ısınmasına neden olduğunu öne sürer. Şu anda Gulf Stream, ılık, ekvator sularını kuzey İskandinav Denizlerine yönlendiriyor. Kuzey okyanuslarına tatlı su eklenmesi Körfez akıntısının gücünü azaltabilir ve bunun yerine güneye doğru bir akıntının gelişmesine izin verebilir. Bu, kuzey yarımkürenin soğumasına ve güneyin ısınmasına neden olarak buz birikimi ve erime oranlarında değişikliklere neden olacak ve muhtemelen raf tahribatını ve Heinrich olaylarını tetiklenmektedir.
"Rohling'in 2004" Bipolar modeli ise deniz seviyesindeki yükselmenin, yüzer buz tabakalarını kaldırarak, istikrarsızlık ve yıkıma neden olduğunu öne sürer. Onları destekleyecek yüzen bir buz tabakası olmadan, kıtasal buz tabakaları okyanuslara doğru akacak ve buzdağları ile deniz buzuna dönüşeceklerdir.
Tatlı su ilavesi, hem Heinrich hem de Dansgaard-Oeschger olaylarının histerezis davranışı gösterebileceğini gösteren, bağlantılı okyanus ve atmosfer iklimi modellemesinden (Ganopolski ve Rahmstorf 2001) etkilenmiştir. Bu, Kuzey Denizi'ne tatlı su yüklemesinde 0.15 Sv'lik artış veya 0.03 Sv'lik düşüş gibi nispeten küçük değişikliklerin küresel dolaşımda büyük değişikliklere neden olması için yeterli olacağı anlamına gelir. Sonuçlar, bir Heinrich olayının Grönland civarında bir soğumaya neden olmadığını, daha güneyde, çoğunlukla subtropikal Atlantik'te bir soğumaya neden olduğunu göstermektedir; bu, mevcut çoğu paleoiklim verileriyle desteklenen bir bulgu. Bu fikir, Maslin ve arkadaşları tarafından D-O olaylarıyla bağlantılıydı. (2001). Her bir buz tabakasının kendi stabilite koşullarına sahip olduğunu, ancak eriyen tatlı su akışının okyanus akıntılarını yeniden yapılandırmak ve başka yerlerde erimeye neden olmak için yeterli olduğunu öne sürdüler. Daha spesifik olarak, D-O soğuk olayları ve bunlarla ilişkili eriyik su akışı, Kuzey Atlantik Derin Su akımının (NADW) gücünü azaltarak kuzey yarımküre dolaşımını zayıflatır ve bu nedenle güney yarımkürede kutuplara doğru artan bir ısı transferiyle sonuçlanır. Bu sıcak su, Antarktika buzunun erimesine neden olur, böylece yoğunluk katmanlaşmasını ve Antarktika Dip Suyu akımının (AABW) gücünü azaltır. Bu, NADW'nin önceki gücüne dönmesine, kuzey yarımkürenin erimesine ve başka bir D-O soğuk olayına yol açmasına olanak tanır. Sonunda, erime birikimi bir eşiğe ulaşır, bu sayede deniz seviyesini Laurentide Buz Kağıdının altını kesecek kadar yükseltir ve böylece bir Heinrich olayına ve döngüyü sıfırlamaya neden olmaktadır
Hunt & Malin (1998), Heinrich olaylarının buz kenarına yakın yerlerde hızlı bozunma ile tetiklenen depremlerden kaynaklandığı öne sürülmüştür.