Telah lama diketahui bahwa karakteristik orbit bumi (eksentrisitas nya, sejauh yang dimiringkan, dan "goyangan" nya) yang sedikit diubah pada rentang waktu puluhan hingga ratusan ribu tahun.Variasi tersebut, yang dikenal sebagai siklus Milankovitch , bersekongkol untuk mengatur langkah waktu-ke-glasial interglasial variasi.
Meskipun kekuatan penjelas yang sangat besar bahwa hipotesis ini telah disediakan, beberapa pertanyaan besar masih tetap. Untuk satu, peran relatif eksentrisitas, arah miring, dan presesi dalam mengendalikan onsets glasial / penghentian masih diperdebatkan. Sementara iklim, lokal musiman memaksa oleh siklus Milankovitch yang besar (dari urutan 30 W / m 2 ), jaring memaksa disediakan oleh Milankovitch mendekati nol dalam rata-rata global, membutuhkan hal radiasi lainnya (seperti Albedo atau anomali gas rumah kaca ) untuk memaksa global-rata perubahan suhu.
Para deglaciation terakhir terjadi sebagai proses yang panjang antara kondisi glasial puncak (dari ~ 26-20,000 tahun yang lalu) ke Holosen (~ 10.000 tahun lalu). Menjelaskan evolusi ini tidak sepele. Variasi perubahan orbit penyebab berlawanan dalam intensitas radiasi surya selama musim panas antara belahan bumi Utara dan Selatan, namun es penghentian usia tampaknya sinkron antara belahan otak. Hal ini dapat dijelaskan oleh peran gas rumah kaca CO 2 , yang bervariasi dalam jumlah besar di atmosfer sinkron dengan siklus glasial dan dengan demikian bertindak sebagai "globaliser" siklus glasial, karena baik dicampur seluruh atmosfer. Namun, jika CO 2 memainkan peran ini cukup mengejutkan bahwa proxy iklim menunjukkan bahwa Antartika tampaknya telah dihangatkan sebelum belahan bumi utara, namun siklus glasial mengikuti fase dengan insolation Utara ("radiasi matahari yang masuk") pola, memunculkan pertanyaan mengenai apa yang mekanisme komunikasi menghubungkan belahan otak.
Ada beberapa hipotesis untuk menjelaskan paradoks ini. Salah satunya adalah bahwa panjang musim panas selatan co-bervariasi dengan intensitas musim panas boreal, sehingga pendorong insolation lokal dapat mengakibatkan deglaciations sinkron di setiap belahan bumi (Huybers dan Denton, 2008) . Ide yang terkait adalah bahwa insolation musim semi selatan co-bervariasi dengan durasi musim panas, dan bisa dipaksa mundur es laut di Samudra Selatan dan masukan gas rumah kaca (misalnya, Stott et al., 2007 ).
Berdasarkan simulasi model iklim transien glasial-interglasial transisi (bukan "snapshot" dari negara yang berbeda iklim dimodelkan), Ganopolski dan Roche (2009) mengusulkan bahwa selain CO2, perubahan dalam transportasi panas laut menyediakan link penting antara utara dan selatan belahan otak, mampu menjelaskan lag jelas CO2 di belakang suhu Antartika. Baru-baru ini, sebuah analisis data yang rumit diterbitkan di Nature oleh Shakun et al, 2012. ( pdf ) telah memberikan dukungan yang kuat untuk ini prediksi model. Shakun dkk. mencoba untuk menginterogasi pola spasial dan temporal terkait dengan deglaciation terakhir, dalam melakukannya, mereka menganalisis pola berskala global (bukan hanya catatan dari Antartika). Ini adalah tugas berat, mengingat kebutuhan untuk menyinkronkan laut banyak, terestrial, dan catatan inti es.
Evolusi deglaciation
Dengan menganalisis 80 catatan proxy dari seluruh dunia (umumnya dengan resolusi lebih baik dari 500 tahun) penulis dapat mengevaluasi perubahan yang terjadi selama periode waktu yang berbeda untuk mengkarakterisasi struktur spasial dan temporal dari evolusi deglacial.
Shakun dkk. mengkonfirmasi itu Ganopolski dan proposisi Roche bahwa pemanasan dari belahan bumi selatan selama deglaciation terakhir adalah, sebagian, disebabkan respon bipolar-jungkat-jungkit untuk variasi dalam Sirkulasi Atlantik Meridional menjungkirbalikkan (AMOC). Hal ini diduga disebabkan oleh masukan air tawar ke dalam belahan bumi utara (meskipun perlu dicatat bahwa simulasi transien semacam ini memperbaiki besarnya gangguan air tawar, jadi ini tidak berarti bahwa model memiliki sensitivitas yang benar untuk air tawar input).
Jungkat-jungkit dua kutub ini biasanya berhubungan dengan semakin tinggi frekuensi perubahan iklim tiba-tiba (misalnya, Dansgaard-Oeschger dan acara Heinrich) yang tertanam dalam, variasi lagi skala waktu orbit. Namun, banyak penelitian telah menunjukkan bahwa hal itu juga menetapkan panggung untuk memulai proses deglaciation penuh. Dalam skenario ini, peningkatan insolation musim panas mencair boreal cukup NH es untuk memicu penurunan AMOC kuat, yang mendinginkan Utara dengan mengorbankan pemanasan Selatan. Perubahan di Antartika yang tertinggal agak karena inersia termal dari Samudra Selatan, tetapi akhirnya hasilnya degassing CO2 dari Samudra Selatan dan pemanasan global. Secara khusus, CO 2tingkat mulai naik dari tingkat glasial penuh sekitar 180 bagian per juta (ppm), mencapai 265 ppm 10.000 tahun lalu (atau ~ 2,1 W / m 2 radiasi memaksa), dan dengan kenaikan lain ~ lambat 15 ppm selama Holocene.


Gambar 1 : Skema Sederhana dari evolusi deglacial menurut Shakun et al (2012). kya = kiloyears lalu; NH = Belahan utara
Evolusi suhu sebagai fungsi dari lintang dan waktu kenaikan CO2 ditunjukkan di bawah ini (pada dua periode waktu yang berbeda sebagian, lihat judul). Ada struktur ruang dan waktu yang cukup besar dalam bagaimana perubahan terjadi selama deglaciation. Ada juga jangka panjang tren pemanasan ditumpangkan pada frekuensi yang lebih tinggi "perubahan iklim tiba-tiba" yang berhubungan dengan AMOC akibat redistribusi panas.


Gambar 2 : Suhu perubahan sebelum peningkatan CO 2 konsentrasi. sebuah, tren suhu Linear dalam catatan proxy yang 21,5-19 Kyr lalu (merah) dan 19-17,5 Kyr lalu (biru) atau setara di 10 ° lintang tempat sampah with1σ ketidakpastian. b, tumpukan suhu Proxy selama 30 ° lintang band dengan ketidakpastian 1σ. Tumpukan telah dinormalisasi dengan rentang glasial-interglasial (G-IG) dalam setiap deret waktu untuk memfasilitasi perbandingan. Dari Shakun et al (2012)
Apa yang menyebabkan CO 2 meningkat?
Pemicu utama dari CO 2 meningkat masih menjadi topik penelitian menarik. Beberapa diskusi populer ingin meminta penjelasan sederhana, seperti fakta bahwa air hangat akan mengusir CO 2, tapi ini mungkin efek yang kecil (Sigman dan Boyle, 2000) . Kemungkinan besar, sinyal isotop (distribusi 13 C-habis karbon yang menyerbu atmosfer) menunjukkan karbon yang seharusnya "ditambang" dari laut Selatan sebagai akibat dari perpindahan angin selatan, laut es, dan gangguan untuk laut biologis pompa (misalnya, Anderson et al., 2009 ).
Pandangan ini telah didukung oleh kertas lain terakhir ( Schmitt et al., 2012 ) yang merupakan kemajuan ilmiah kunci dalam membedah masalah ini. Sampai saat ini, isu-isu analitis dalam pengukuran es inti yang diberikan pembatasan pada penilaian evolusi isotop deglacial dari 13 C.Karena proses siklus karbon seperti fotosintesis fraksinasi isotop berat 13 C dari ringan 12 C, analisis isotop biasanya dapat digunakan untuk "melacak" sumber dan rosot dari karbon. Sebuah penurunan yang cepat dalam 13 C antara sekitar 17.500 dan 14.000 tahun yang lalu, bersamaan dengan waktu ketika CO 2 konsentrasi meningkat secara substansial, konsisten dengan pelepasan CO 2 dari sumber deep-laut terisolasi bahwa karbon akumulasi akibat tenggelamnya bahan organik dari permukaan.


Gambar 3 : rekonstruksi inti es dari atmosfer δ 13 C dan CO 2 konsentrasi meliputi Kyr 24 terakhir, lihat Schmitt et al (2012)
Skeptis, CO 2 kelambanan, dan semua yang ...
Tidak mengherankan, beberapa orang tidak suka tulisan ini karena menegaskan kembali bahwa CO 2 adalah penting untuk iklim. Kritik telah berkisar dari tidak masuk akal (uap air masih tidak95% dari efek rumah kaca, terutama dalam dunia glasial mana satu mengharapkan suasana yang lebih kering) untuk agak lebih terdengar teknis (seperti mengkritik cara mereka melakukan pembobotan catatan proxy mereka , meskipun hasilnya tidak terlalu sensitif terhadap metode rata-rata mereka). Ada juga kebingungan berada di bagaimana hasil Shakun dkk. cocok dengan hasil sebelumnya yang mengidentifikasi lag antara CO 2 dan suhu Antartika (misalnya, Caillon et al, 2003. ).
Berbeda dengan klaim dari beberapa bahwa penulis berusaha untuk menyingkirkan "lag," Shakun dkk. sepenuhnya mendukung gagasan bahwa perubahan suhu Antartika itu sebenarnya mendahului CO 2 meningkat. Hal ini tidak mengherankan karena kita sangat berharap siklus karbon untuk menanggapi perubahan radikal untuk iklim. Selain itu, tidak ada mekanisme yang akan memaksa CO 2 untuk mengubah sendiri (dalam siklus disukai) tanpa perubahan sebelumnya untuk iklim. Sebaliknya, Shakun dkk. menunjukkan bahwa sementara CO 2 tertinggal suhu Antartika, mereka memimpin perubahan besar dalam suhu rata-rata global (termasuk banyak daerah di belahan bumi utara dan tropis).
Adalah penting untuk menyadari bahwa sifat CO 2 's kemajuan / keterlambatan hubungan dengan Antartica adalah wawasan bagi pemahaman kita tentang dinamika siklus karbon dan urutan peristiwa yang terjadi selama deglaciation, tetapi menghasilkan sangat sedikit informasi tentang sensitivitas iklim. Jika CO 2 rise umpan balik siklus karbon, ini masih sempurna kompatibel dengan perannya sebagai agen radiasi dan dengan demikian dapat "memicu" masukan tradisional yang menentukan sensitivitas (seperti uap air, selang rate, dll). Ganopolski dan Roche (2009), misalnya, menegaskan bahwa orang harus berhati-hati dalam menggunakan timah sederhana dan tertinggal untuk menyimpulkan sifat kausalitas. Jika seseorang mengambil pandangan sederhana bahwa deglaciation terpaksa karena hanya perubahan volume es global dan masukan rumah kaca, maka orang akan terpaksa menyimpulkan bahwa perubahan suhu Antartika memimpin seluruh pendorong nya! Komunikasi antara NH dan Antartika melalui sirkulasi laut adalah salah satu cara untuk menyelesaikan ini, dan juga didukung oleh upaya pemodelan Ganopolski dan Roche. Hal ini juga membantu menjernihkan beberapa kebingungan tentang apakah selatan memberikan peran utama untuk awal atau kematian siklus glasial (itu tampaknya tidak).
Sejumlah isu yang sah masih tetap dalam mengeksplorasi fisika deglaciation. Misalnya, sepotong komentar oleh Eric Wolff referensi deglaciations sebelumnya dan menunjukkan bahwa insolation surya mungkin telah meningkat pada musim panas boreal selama acara terakhir, tapi masih tidak setinggi selama interval deglacial sebelumnya. Ini akan menarik untuk melihat bagaimana masalah ini bermain keluar selama beberapa tahun mendatang.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
makasih