Морские изотопные стадии ( MIS ), морские кислородно-изотопные стадии или кислородные изотопные стадии ( OIS ) - это чередующиеся теплые и прохладные периоды в палеоклимате Земли , выведенные из данных изотопов кислорода, отражающие изменения температуры, полученные из данных из глубинных образцов керна . Если работать в обратном направлении от настоящего, то есть MIS 1 по шкале, стадии с четными номерами имеют высокий уровень кислорода-18 и представляют холодные ледниковые периоды, в то время как стадии с нечетными номерами являются низкими в цифрах кислорода-18, представляя теплые межледниковые интервалы. . Данные получены из пыльцы иостатки фораминифер ( планктона ) в пробуренных кернах морских отложений , сапропелях и других данных, отражающих исторический климат; они называются прокси .
Шкала времени MIS была разработана на основе новаторской работы Чезаре Эмилиани в 1950-х годах и в настоящее время широко используется в археологии и других областях для выражения датировки в четвертичный период (последние 2,6 миллиона лет), а также для предоставления наиболее полных и достоверных данных. для этого периода для палеоклиматологии или изучения раннего климата Земли, [1] представляя «стандарт, с которым мы коррелируем другие записи четвертичного климата». [2] Работа Эмилиани, в свою очередь, зависела от предсказания Гарольда Ури в статье 1947 года о соотношении изотопов кислорода-18 и кислорода-16 в кальците., основной химический компонент раковин и других твердых частей широкого спектра морских организмов, должен варьироваться в зависимости от преобладающей температуры воды, при которой образовался кальцит. [3]
Выявлено более 100 стадий, возраст которых в настоящее время составляет около 6 миллионов лет, а в будущем масштаб может достигнуть 15 млн лет назад. Некоторые стадии, в частности MIS 5, разделены на подэтапы, такие как «MIS 5a», где 5 a, c и e являются теплыми, а b и d - холодными. Также может использоваться числовая система для обозначения «горизонтов» (событий, а не периодов), например, MIS 5.5 представляет пиковую точку MIS 5e, а 5.51, 5.52 и т. Д. Представляет пики и впадины записи в неподвижном состоянии. более подробный уровень. В последнее время продолжает развиваться все более точное определение времени. [4]
Разработка шкалы времени [ править ]
В 1957 году Эмилиани перешел в Университет Майами, чтобы получить доступ к судам и оборудованию для колонкового бурения, и начал бурить в Карибском бассейне и собирать данные по керну. Еще одно важное достижение произошло в 1967 году, когда Николас Шеклтон предположил, что колебания во времени соотношений морских изотопов, которые стали очевидными к тому времени, были вызваны не столько изменениями температуры воды, как думал Эмилиани, сколько изменениями ее объема. ледяных щитов, которые при расширении поглощали более легкий изотоп кислорода-16, а не более тяжелый кислород-18. [5] Было обнаружено, что циклы в соотношении изотопов соответствуют земнымсвидетельства ледников и межледниковий. Затем график всей серии этапов выявил неожиданные наступления и отступления льда, а также заполнил детали стадионов и межстадиалов .
Более свежие образцы ледяных кернов сегодняшнего ледникового льда подтвердили циклы посредством исследований древних отложений пыльцы . В настоящее время ряд методов делают возможными дополнительные детали. Сопоставление стадий с названными периодами происходит по мере открытия новых дат и геологического изучения новых регионов. Морские изотопные записи кажутся более полными и подробными, чем любые наземные эквиваленты, и позволили определить хронологию оледенения плио-плейстоцена . [6] В настоящее время считается, что изменение размера основных ледяных щитов, таких как исторический ледяной щит ЛаурентидаСеверной Америки являются основным фактором, определяющим вариации изотопных соотношений кислорода. [7]
Данные MIS также соответствует астрономическим данным Миланковича циклов в орбитальном принуждая или последствия изменений в инсоляции , вызванных циклическими незначительных изменениями наклона оси вращения Земли - в «орбитальную теорию». Действительно, то, что данные MIS совпадали с теорией Миланковича, которую он сформировал во время Первой мировой войны, было ключевым фактором в теории, получившей всеобщее признание, несмотря на некоторые оставшиеся проблемы в определенных точках, в частности, так называемую проблему 100000 лет . Для относительно недавних периодов данные радиоуглеродного датирования и дендрохронологии также подтверждают данные MIS. [8] Осадки также приобретаютосажденная остаточная намагниченность, которая позволяет им коррелировать с геомагнитными инверсиями Земли . Для более старых образцов керна обычно невозможно выделить отдельные годовые отложения, и датировка берется из геомагнитной информации в кернах. [9] Другая информация, особенно в отношении соотношений газов, таких как углекислый газ, в атмосфере, предоставляется путем анализа ледяных кернов .
Проект SPECMAP , финансируемый Национальным научным фондом США , разработал одну стандартную хронологию для записей изотопов кислорода , хотя есть и другие. Эта хронология с высоким разрешением была получена из нескольких изотопных записей, составная кривая затем была сглажена, отфильтрована и настроена на известные циклы астрономических переменных. Использование ряда изотопных профилей было разработано для устранения «шумовых» ошибок, которые могли содержаться в одной изотопной записи. [10] Еще одним крупным исследовательским проектом, финансируемым правительством США в 1970-х и 1980-х годах, был " Климат: исследования, картирование и прогнозирование на большие расстояния".(CLIMAP), который в значительной степени преуспел в своей цели - составить карту глобального климата на Последнем ледниковом максимуме около 18000 лет назад, при этом некоторые исследования также были направлены на климат около 120000 лет назад, во время последнего межледниковый. Теоретические достижения и значительно улучшенные данные, доступные к 1970-м годам, позволили осуществить «великий синтез», наиболее известный из статьи 1976 года « Вариации земной орбиты: кардиостимулятор ледниковых периодов» (в науке ) Дж. Д. Хейса, Шеклтона и Джона Имбри , который до сих пор широко распространен и охватывает шкалу времени MIS и причинный эффект орбитальной теории. [11]
В 2010 г. Подкомиссия по четвертичной стратиграфии Международной комиссии по стратиграфии исключила другие списки дат MIS и начала использовать обновленный бентосный стек Lisiecki & Raymo (2005) LR04. Его составили Лоррейн Лисецки и Морин Раймо . [12]
Этапы [ править ]
Ниже приведены даты начала (помимо подэтапов MIS 5) самой последней MIS (Lisiecki & Raymo 2005, LR04 Benthic Stack ). Цифры тысячи лет назад взяты с сайта Лисецкого. [13] Цифры для подэтапов в MIS 5 обозначают пики подэтапов, а не границы.
- Дата начала MIS
- MIS 1 - 14 тыс. Лет назад, конец позднего дриаса знаменует начало голоцена . Дата LR04, равная 14 тыс. Лет назад, должна была соответствовать менее изученным временным интервалам, поэтому следует отдавать предпочтение общепринятой дате 11,7 тыс. Лет назад. [14]
- ИИС 2 - 29
- MIS 3 - 57 [a] (MIS 2-4 называется последним ледниковым периодом , висконсинским оледенением в Северной Америке, вейкселевским оледенением в Европе)
- МИС 4 - 71
- MIS 5 - 130, обычно подразделяются на a - e:
- МИС 5а - 82 (пик межледникового подэтапа)
- МИС 5б - 87 (пик ледникового подъяруса)
- МИС 5с - 96 (пик межледникового подэтапа)
- МИС 5д - 109 (пик ледникового подъяруса)
- MIS 5e - 123 (пик эемского межледниковья, или ипсвичского в Британии)
- MIS 6 - 191 ( иллинойский ледник в Северной Америке, заалийский в северной Европе и волстонский в Великобритании)
- MIS 7 - 243 (Aveley Interglacial в Великобритании)
- МИС 8 - 300
- MIS 9 - 337 ( Purfleet Interglacial в Великобритании) [16]
- МИС 10 - 374
- MIS 11 - 424 ( Хокснийское межледниковье в Британии)
- MIS 12 - 478 ( Anglian Glacial в Британии, Эльстерское оледенение в Северной Америке)
- ИИС 13 - 524
- ИИС 14 - 563
- МИС 15 - 621
- MIS 16 - 676
- МИС 17 - 712
- МИС 18 - 761
- MIS 19–790 ( разворот Брюнес – Матуяма )
- МИС 20 - 814
- МИС 21 - 866
Список продолжается до MIS 104, начатой 2,614 миллиона лет назад.
Старые версии [ править ]
Ниже приведены даты начала предоставления самого последнего МИСА, в Кии (тысячи лет назад). Первые цифры получены Aitken & Stokes из Bassinot et al. (1994), в скобках приведены альтернативные оценки Martinson et al. для этапа 4, а для остальных - цифры SPECMAP у Imbrie et al. (1984). Для этапов 1–16 значения SPECMAP находятся в пределах 5 тыс. Лет назад от значений, приведенных здесь. Все цифры до MIS 21 взяты из Aitken & Stokes, Таблица 1.4, за исключением подэтапов MIS 5, которые взяты из Таблицы 1.1 Райта. [17]
- MIS 1 - 11 тыс. Лет назад, конец позднего дриаса знаменует начало голоцена , продолжающегося до настоящего времени.
- MIS 2-24 около последнего ледникового максимума
- МИС 3 - 60
- МИС 4 - 71 (74)
- MIS 5 - 130, включая Eemian ; обычно подразделяются на от a до e:
- МИС 5а - 84,74
- МИС 5б - 92,84
- МИС 5с - 105,92
- МИС 5д - 115.105
- МИС 5э - 130.115
- МИС 6 - 190
- МИС 7 - 244
- МИС 8 - 301
- ИИС 9 - 334
- МИС 10 - 364
- МИС 11 427, максимально похож на МИС 1.
- МИС 12 - 474
- ИИС 13 - 528
- МИС 14 - 568
- МИС 15 - 621
- MIS 16 - 659
- МИС 17 - 712 (689)
- МИС 18 - 760 (726)
- ИИС 19 - 787 (736)
- МИС 20 - 810 (763)
- МИС 21 - 865 (790)
Некоторые более старые стадии в млн лет назад (миллионы лет назад): [18]
- MIS 22 - 1.03 млн лет назад, знаменуя конец бавельского периода в Европе
- МИС 62 - 1,75, конец Тиглиана
- MIS 103 - 2,588, конец плиоцена и начало плейстоцена , по шкале времени INQUA (более старые определения помещают это изменение в 1,806 млн лет назад - дата MIS не затронута)
См. Также [ править ]
- Хронология оледенения
- Геологический температурный рекорд
- Палеотермометр
- Антропоцен
- Морская терраса
- Ледяное ядро
Заметки [ править ]
- ^ Петтитт и Уайт датируют MIS3 от 59000 до 24000 лет назад. Они говорят: «В земных летописи пять нелесных межстадиалов MIS3 были идентифицированы из голландских и немецких органических отложений, от самых старых до самых молодых, таких как Oerel, Glinde, Moershoofd / Moershoofd Complex, Hengelo (около 39-36000 лет назад) и Denekamp. (32–28 000 лет назад) интерстадиалы. В Великобритании был идентифицирован только один интерстадиал (по состоянию на 2012 г.), Аптон-Уоррен (около 44–42 000 лет назад) [15]
Цитаты [ править ]
- ^ Райт, 427, 429; Эйткен и Стоукс (1997), 9-14
- ^ Sowers, 425
- ↑ Райт, 427
- ^ Aitken & Stokes (1997), 12; Райт, 429-431
- ^ Кронин, 120-121
- ↑ Райт, 431
- ↑ Эндрюс, 448
- ^ Aitken & Stokes (1997), 12-13; Райт, 431-432
- ^ Aitken & Stokes (1997), 10; Райт, 431
- ^ SPECMAP на сайте НАСА
- ^ Cronin, 121-122, 121 цитируется; Документ в формате PDF « Вариации земной орбиты: кардиостимулятор ледниковых периодов» (в науке ), Шеклтон и другие.
- ^ "История версий четвертичной хроностратиграфической диаграммы" . Подкомиссия по четвертичной стратиграфии. 2011 г.
- ^ Lisiecki, Lorraine E .; Раймо, Морин Э. (2005). «Стек плиоцен-плейстоцен из 57 глобально распределенных бентосных записей δ18O» . Палеоокеанография . 20 (1): н / д. Bibcode : 2005PalOc..20.1003L . DOI : 10.1029 / 2004PA001071 . ЛВП : 2027,42 / 149224 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Электронное письмо от Лоррейн Лизецки
- ^ Pettitt и белый, стр. 294, 296, 374
- ^ Петитт и Уайт, стр. 106
- Перейти ↑ Aitken & Stokes (1997), стр. 14; Райт, стр. 6
- ^ все (MIS 22, 62, 103) из "Concise", рис. 15.6 и 15.7
Ссылки [ править ]
- Эйткен, Мартин Дж. И Стоукс, Стивен, у Тейлора, Роял Эрвин Тейлор и Эйткен, Мартин Джим (редакторы), Хронометрическое датирование в археологии , Глава 1, 1997, Биркхойзер, ISBN 0-306-45715-6 , ISBN 978-0- 306-45715-9 , гугл книги
- Эндрюс, Джон Т., «Датировка ледниковых явлений и их взаимосвязь с глобальным изменением климата», в Ноллер, Джей С., Соуэрс, Джанет М., Леттис, Уильям Р. (редакторы), Четвертичная геохронология: методы и приложения , 2000, американская Геофизический союз, ISBN 0-87590-950-7 , ISBN 978-0-87590-950-9 ,
- «Краткий», Огг, Джеймс Джордж, Огг, Габи, Gradstein FM, Краткая геологическая шкала времени , 2008, Cambridge University Press, 2008, ISBN 0-521-89849-8 , ISBN 978-0-521-89849-2
- Кронин, Томас М., Палеоклиматы: понимание прошлых и настоящих изменений климата , Columbia University Press, 2010, ISBN 0-231-14494-6 , ISBN 978-0-231-14494-0 , книги Google
- Петтит, Пол; Белый, Марк (2012). Британский палеолит: человеческие общества на краю плейстоценового мира . Абингдон, Великобритания: Рутледж. ISBN 978-0-415-67455-3.
- Сауэрс, Джанет М., «Корреляция четвертичных форм рельефа и отложений с глобальным изменением климата», в Ноллер, Джей С., Сауэрс, Джанет М., Леттис, Уильям Р. (ред.), Четвертичная геохронология: методы и приложения , 2000, американская Геофизический союз, ISBN 0-87590-950-7 , ISBN 978-0-87590-950-9 ,
- Райт, Джеймс Д., «Глобальное изменение климата в отчетах о морских стабильных изотопах», в Ноллер, Джей С., Соуэрс, Джанет М., Леттис, Уильям Р. (редакторы), Четвертичная геохронология: методы и приложения , 2000, American Geophysical Союз, ISBN 0-87590-950-7 , ISBN 978-0-87590-950-9 , Google Книги
Дальнейшее чтение [ править ]
- Коэн, К.М. и Гиббард, П.Л., Глобальная хроностратиграфическая корреляционная таблица за последние 2,7 миллиона лет (обновленная версия 2011 г.), Подкомиссия по четвертичной стратиграфии, Международная комиссия по стратиграфии: Кембридж.
Внешние ссылки [ править ]
- Подъярус морских изотопов 5e и эемское межледниковье , Нью-Джерси Шеклтон , 2003 г.
- 650 000 лет концентрации парниковых газов , RealClimate , 2005 г.
- Изменчивость ледников за последние два миллиона лет , П. Хайберс , 2007 г.
- Полярная палеоклиматическая подпись морского изотопного яруса 31 , Рид Шерер , 2007 г.
- Океаническое воздействие межледниковья на 11-й стадии морского изотопа , Александр Дж. Диксон, Кристофер Дж. Бир, Сиара Демпси, Марк А. Маслин, Джеймс А. Бендл, Эрин Л. МакКлимонт и Ричард Д. Панкост , 2009 г.
- Последний раз уровни углекислого газа были такими высокими: 15 миллионов лет назад , Арадна Трипати , 2009 г.
- NCDC США
- НАСА SPECMAP
- Глобальная хроностратиграфическая корреляционная таблица за последние 2,7 миллиона лет, версия 2010 г., Международная комиссия по стратиграфии
