Das Ende der letzten Vergletscherung ist gekennzeichnet durch einen gleichzeitigen Anstieg von Temperatur und CO2-Gehalt in der Atmosphäre. • Alexey Gilyarov • Science News zu "Elementen" • Klima, Glaziologie

Das Ende der letzten Vergletscherung ist durch einen gleichzeitigen Anstieg der Temperatur und CO 2 in der Atmosphäre gekennzeichnet

Dynamik des CO-Gehaltes2 in der Atmosphäre (in ppm – Teile pro Million, linke Skala) auf Temperaturänderungen (Skala rechts) in der Antarktis zum Zeitpunkt des Endes der letzten Vergletscherung nach Pedro et al. (obere Platte) und Parrenin et al. (Bodenplatte). Die Temperatur in beiden Grafiken wird angezeigt. durchgezogene LinieundPunkte entsprechen dem Inhalt WITH2. Es ist ersichtlich, dass in beiden Fällen die Temperatur und CO2 gleichzeitig ändern. (Aus Brook, 2013)

Die Verwendung neuer Methoden machte es möglich, die Unterschiede im Alter der im Eis der Antarktis versiegelten Luftblasen und des diese Blasen umgebenden Eises zu klären. Dementsprechend wurde es möglich, Daten über langfristige Veränderungen des Kohlendioxidgehalts (CO2) in der Atmosphäre und Temperatur in der Region der Antarktis. Dies wiederum ermöglichte es uns, die Lösung für ein langjähriges Problem von Umweltschützern zu finden – was folgt: Temperatur für CO2 in der Atmosphäre oder umgekehrt – CO2 Übertemperatur? Die Analyse der detaillierten Daten für den Zeitraum des Endes der letzten Vereisung zeigte, dass die Temperatur und CO2 fast gleichzeitig verändert. Erhöhte Temperatur förderte CO2 in die Atmosphäre und die Zunahme von CO2 führte zu einem Anstieg der Temperatur aufgrund des erhöhten Treibhauseffekts.

Untersuchungen des antarktischen Eises zeigen, dass in den letzten 800.000 Jahren der Gehalt an Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre und Temperatur variiert streng synchron, zumindest im Maßstab von Hunderttausenden von Jahren. Traditionell wird angenommen, dass die Temperatur den CO-Änderungen folgen sollte.2, da es sich um einen Anstieg des CO-Gehaltes in der Luft handelt2 führt zu einem erhöhten Treibhauseffekt und folglich – zu einer Erhöhung der Temperatur. Viele Autoren haben jedoch wiederholt darauf geachtet, dass sich die Temperatur fast gleichzeitig mit CO ändert2, während aus den Ergebnissen anderer Studien folgt, dass CO2 folgt der Temperatur mit etwas Verzögerung.

Um das Wesen dieser Phänomene zu verstehen, ist es notwendig, die Zeit der Isolierung ("Versiegelung") im Eis einer Luftblase genauer zu kennen, in der der Gehalt an CO anschließend bestimmt wird.2sowie die Zeit der Bildung des umgebenden Eises. Der relative Gehalt an Deuterium in Eis wird als Indikator für die Lufttemperatur verwendet, bei der sich Niederschlag bildet (während der Kondensation von Wasserdampf für Moleküle, die Deuterium enthalten, ist weniger Kühlung erforderlich als für Moleküle, die gewöhnlichen Wasserstoff enthalten).

Einige Hoffnungen, dieses Problem zu lösen, bieten die jüngsten Arbeiten eines internationalen Autorenteams (Parrenin, Masson-Delmotte, Kohler et al., 2013), die die simultanen Veränderungen des CO-Gehalts im Detail analysierten2 und Temperaturen in der Antarktis für die Zeit des Endes der letzten Eiszeit – vor etwa 20-10.000 Jahren. Sowohl in dieser Arbeit als auch im Begleitartikel von E. Brooke (Brook, 2013) werden die Hauptschwierigkeiten, mit denen wir beim Vergleich von Temperatur und CO-Gehalt konfrontiert sind, berücksichtigt.2.

Die erste Schwierigkeit betrifft die Bildung von Luftblasen selbst im Eis. Der Schnee, der auf der Oberfläche des Eises (genauer gesagt des Firn) liegt, wird allmählich mit der Tiefe immer dichter und verwandelt sich in festes Eis. Die Luft von der Oberfläche geht ziemlich frei durch die Firnschicht, und wenn sie schließlich eine in Eis eingeschlossene Blase bildet, ist sie nach dem Alter wesentlich jünger als das umgebende Eis. An Orten mit wenig Niederschlägen kann der Altersunterschied zwischen Eis und Luft einige tausend Jahre betragen, und dieser Unterschied kann nur mit einem großen Fehler eingeschätzt werden.

Die zweite Schwierigkeit hängt mit den Eigenschaften des globalen Kohlenstoffkreislaufs zusammen.Sein Gehalt in der Luft, hauptsächlich in Form von CO2, hat einen erheblichen Einfluss auf das Klima, aber das Klima wird nicht weniger durch CO beeinflusst2. Zum Beispiel führt die Erwärmung von Meeresoberflächenwasser zu einer starken Emission von CO2 zur Atmosphäre, die einen zusätzlichen Beitrag zur Erderwärmung leistet. Die vertikale Vermischung von Meerwasser bestimmt weitgehend die Menge an CO2die eine Oberfläche für lange Zeit in tiefen Gewässern hinterlassen können. Also, Klima und CO2 sich ständig gegenseitig beeinflussen. Finde heraus, was die Ursache ist und was die Konsequenz nicht immer ist. Darüber hinaus, wenn der Inhalt von CO2 In der Tat spiegelt sich die globale Gasmenge in der Atmosphäre wider, dies kann nicht über die Temperatur gesagt werden – in jedem Fall hängt sie von der lokalen Temperatur in der Antarktis und dem großräumigen Klimatrend ab.

Es ist richtig, die Frage zu entscheiden, was folgt – die Temperatur des CO-Gehalts2 in der Atmosphäre oder CO2 für die Temperatur kann man nur den Unterschied im Alter von in Eis eingeschlossenen Luftblasen und den sie umgebenden Eisblasen kennen. Die Autoren der diskutierten Arbeit (Parrenin et al., 2013), um das Alter von Eis zu bestimmen, das sich um Blasen bildet,verwendet das Verhältnis der Stickstoffisotope: schwerer 15N zu heller 14N. Als Verdichtung (Alterung) der Firna erhöht sich dieses Verhältnis. Die Methode ist nicht sehr perfekt – der Fehler beträgt im Durchschnitt etwa 200 Jahre, aber dies ist immer noch ein bedeutender Fortschritt. Durch die Einführung einer angemessenen Alterskorrektur zeigten die Autoren, dass Temperatur und CO2 während der gesamten Zeit der letzten Erwärmung (vor 20-10.000 Jahren) haben sie sich gleichzeitig verändert – es ist fast unmöglich zu beurteilen, was danach geschah.

Der Verlauf verschiedener Indikatoren des Klimas der Antarktis in der Zeit des Endes der letzten Vergletscherung (vor 20-10 tausend Jahren) mit der Einführung von Änderungen des Altersunterschieds von Eis und Luftblasen. Top zwei Grafiken – relativer Gehalt an Deuterium (Temperaturindex). EDC – Materialien auf Eiskern aus der Kuppel "C" (arbeitet im Rahmen des EPICA-Projekts). ATS – Materialien auf mehreren Kernen aus verschiedenen Orten der Antarktis nach Synchronisation mit Daten über EDC. Grüne Linie zeigt die entsprechenden Änderungen im CO-Gehalt2und rot – Methan (beachten Sie die andere Skala – Milliardstel, ppb). Unteres graues Diagramm – Veränderungen des schweren Sauerstoffisotops 18Oh in Grönland. Aus dem diskutierten Artikel haben Parrenin et al.

Die Ergebnisse dieser Studie wurden unabhängig voneinander in Publikationen anderer Autoren bestätigt (Pedro et al., 2012), die in den Küstengebieten der Antarktis arbeiteten, wo der Altersunterschied zwischen Luftblasen und dem umgebenden Eis viel geringer ist. Sie kamen zu dem Schluss, dass der CO-Gehalt für den Zeitraum der letzten Erwärmung im Durchschnitt lag2 in der Atmosphäre war es ein wenig hinter den Temperaturänderungen, aber sie schließen nicht aus, dass in einigen Momenten die Situation entgegengesetzt sein könnte.

Quellen:
1) F. Parrenin, V. Masson-Delmotte, P. Köhler, et al. Synchrone Änderungen des atmosphärischen CO2 und Antarktistemperatur während der letzten Entspannungswärme // Wissenschaft. 2013. V. 339. P. 1060-1063.
2) Edward J. Bach. Leads und Lags bei Eis Wissenschaft. 2013. V. 339. P. 1042-1043.
3) J. B. Pedro, S. O. Rasmussen, T. D. van Ommen. Schnelle Kopplung von Antarktistemperatur und CO2 während der Enteisung // Klima der Vergangenheit Diskussionen. 2012 V. 8. P. 621-636.

Alexey Giljarow


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