• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Accelererad marin kolcykling framtvingad av tektonisk avgasning över Miocene Climate Optimum

    (a) Platser för de platser som diskuteras i denna studie, vilket lyfter fram den nya IODP-platsen U1505 (röd stjärna). (b och c) Översikt över bentiska δ 18 O och δ 13 C registrerar utvecklingen av polarisarna (grå skugga). (d) Global havsskorpa produktionshastigheter med 95 % konfidensintervall. (e) Rekonstruerad atmosfärisk CO2 nivåer härrörande från borisotop och alkenon. Förekomsten av Columbia River Basalt Group (CRBG) visas av en orange rektangel (f och g) Excentricitetskänslighet för bentisk δ 18 O och δ 13 C (Secc -δ 18 O och Secc -δ 13 C) från utvalda IODP/ODP-platser. (h) Evolutiva fasförhållande mellan δ 18 O och δ 13 C-skivor i 405-ka-banden. Endast resultat med en koherens>0,6 presenteras. Positiva och negativa fasförhållanden indikerar att δ 18 O leder och släpar δ 13 C, respektive. Gul skuggning markerar perioden när δ 13 C leder δ 18 O under MCO. Kredit:Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

    I en nyligen publicerad publikation i Science Bulletin , ett tvärvetenskapligt team av författare från Tongji University, Second Institute of Oceanography (Ministry of Natural Resources), Institute of Earth Environment (Chinese Academy of Sciences) och Utrecht University rapporterar för första gången att massiva kolinsatser från vulkanism och havsbotten spridning har påverkat omloppsfasförhållandena mellan kolcykeln och klimatförändringar.

    Tidigare förändringar i klimat och kolcykel har dokumenterats av den stabila isotopsammansättningen av bentisk foraminifert syre och kol, eftersom de är proxy för klimat-kryosfären och kolöverföringar mellan havet och andra reservoarer, respektive. Dessutom reglerades de globala klimat-kryosfärförändringarna och den marina kolcykeln avsevärt av jordens orbitala excentricitet, snedställning och precession, med en 405 000-årig cykel som hade en särskilt uttalad effekt.

    När jorden glacierades av unipolära inlandsisar vid Antarktis över oligocen och miocen, för cirka 34 till 6 miljoner år sedan, uppvisade variationer i den globala klimat-kryosfären och det marina kolets kretslopp nästan i fas beteende på excentricitets tidsskalor.

    (a) Jämförelse mellan CNTR och SCEN 1, (b) CNTR och SCEN 2 och (c) CNTR och INT. Modelleringskrafter inkluderar förändringar i ETP, den tektoniska avgasningen av koltillförsel (Tg=10 12 g), och fraktionen av nedgrävt organiskt kol. Modellutgångar som presenteras här är atmosfärisk CO2 koncentrationer och δ 13 C av löst oorganiskt kol i bottenvatten. Det evolutionära fasförhållandet mellan δ 13 CCNTR och δ 13 CSCEN1/SCEN2/INT vid 405-ka-cykeln visas. Kredit:Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

    På grundval av detta observerades en måttlig men märkbar fasfördröjning av den marina kolcykeln i förhållande till klimat-kryosfärförändringar på cirka 19,2 tusen år. Denna fasfördröjning tillskrevs den relativt långa uppehållstiden för kol i havet.

    Men genom tidsevolutiva fasanalyser av nya och publicerade högupplösta bentiska foraminiferala syre- och kolisotoprekord över det globala havet, finner författarna att variationer i den marina kolcykeln ledde klimat-kryosfären med i genomsnitt cirka 17 tusen år under Miocene Climate Optimum för omkring 17 till 14 miljoner år sedan.

    Detta motsvarar förekomsten av Columbia River Flood Basalt och den snabba globala spridningen av havsbotten, en period då enorma mängder kol från djupa källor släpptes ut i atmosfären.

    (a) Excentricitetsmaxima kan orsaka en krympning av den antarktiska isvolymen och en ökad 16 O (isotopiskt lätt syre) överförs till havet. Samtidigt kan förbättrade monsuner och kontinental väderlek transportera mer alkalinitet och näringsämnen till havet, vilket frigör fler 12 C-berikat kol i djuphavet. (b) Under excentricitetsminima inträffar motsatta processer. Därför bentiska δ 18 O-δ 13 C-interaktioner är nästan i fas vid excentricitetscykler. (c) Tvärspektral koherens och fasvinklar mellan parallella δ 18 O och δ 13 C-poster från IODP/ODP-platser 1146, U1337, U1338 och U1505 för MCO-intervallet, och de visar att variationer av bentiska δ 13 C leder de för δ 18 O i 405-ka banden. I allmänhet underlättar den relativt långa uppehållstiden för kol i djuphavet en ledning av bentiska δ 18 O i förhållande till δ 13 C. MCO-växthuseffekten har sannolikt accelererat svaret från den marina kolcykeln på excentricitetspådrivning, vilket genererar δ 13 C-led-δ 18 O scenario. Kredit:Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

    Ytterligare känslighetsanalyser och modellsimuleringar tyder på att den förhöjda atmosfäriska CO2 koncentrationer och den resulterande växthuseffekten stärkte den hydrologiska cykeln på låg latitud under Miocen Climate Optimum, och accelererade svaret från den marina kolcykeln på excentricitetspådrivning via förbättrad kemisk vittring och organisk kolbegravning.

    Därför spelade tropiska klimatprocesser en dominerande roll för att reglera den marina kolcykeln när jordens klimat var i en varm regim.

    Denna studie ger ett robust fall för att koppla långvariga tektoniska händelser till förändringar i omloppsskala i jordens ytsystem.

    Mer information: Fenghao Liu et al, Accelererad marin kolcykling framtvingad av tektonisk avgasning över Miocene Climate Optimum, Science Bulletin (2024). DOI:10.1016/j.scib.2023.12.052

    Tillhandahålls av Science China Press




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com