Dansgaard-oeschger远足
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100年龄在几千年
图2 - 2。南极冰的稳定同位素记录以宏伟的米兰科维奇周期为主导，而格陵兰冰的稳定同位素记录则充满了被称为Dansgaard-Oeschger事件的巨大而突然的千年持续时间波动。该图中的温标是基于井下热剖面的反褶积，而不是18O测量本身，其显示的温度变化只有图中所示的一半。这些测量是在华盛顿大学的Minze Stuiver实验室和哥本哈根的Willi Dansgaard实验室进行的。
只有最后一次的短途旅行有一个熟悉的外观——也就是说，分离最后一次冰川最大期冰和全新世冰的异常值。早在一个世纪前，斯堪的纳维亚的花粉记录显示，标志着最后一个冰期结束的温暖时期(被称为博林Allerod)只持续了大约两千年，然后就重新陷入了寒冷状态。这段寒冷的插曲被命名为新仙女木，以纪念一个小仙女木高山花卉由于这次寒流的原因，它能够向下迁移到海平面。在格陵兰冰中，氧同位素记录漂亮地记录了博林变暖至新仙女木-冷(BA-YD)振荡。以前没有人见过的是二十来个
更年轻的类似drasas的18O事件，在冰期高峰之前的那段记录中多次出现。
令人惊讶的是，当1972年丹斯加德第一次向耶鲁大学的气候科学家们展示这一记录时，没有人跳起来喊道:“这些急剧的变化是什么鬼?”raybet雷竞技最新事实上，人们对他的记录报以哈欠。目睹了这次揭开面纱的过程，并以与其他与会者相同的blasé方式做出反应，我经常想知道为什么没有惊讶的感觉，特别是因为新仙女木震荡不仅众所周知，而且是一个相当有兴趣的主题。我怀疑原因是，当时我们都被艾米利亚尼的18O海洋记录所激发的兴奋所吸引。我们并没有对所谓的丹斯加德-奥斯切尔事件感到惊讶，而是都困惑于为什么会有2万年和4万年的持续时间米兰科维奇旋回没有比这更明显的了。
十年后，另一个冰芯被发现，这一次是在格陵兰岛南部的Dye 3雷达基地。这个地核的18O记录看起来很像世纪营的记录。如果不是随之而来的二氧化碳记录，可能又过了十年，人们才认识到千年持续事件的重要性。但是，当20世纪80年代中期在瑞士的一次会议上，Hans Oeschger提出了一套详细的二氧化碳测量数据，涵盖了Dansgaard-Oeschger事件所打断的部分时间间隔时，耳朵就竖起来了(包括我的)，因为伴随着18O的每一次突然上升的是大约50ppm的二氧化碳浓度上升，而伴随着18O的每一次突然下降的是大约50ppm的二氧化碳浓度下降(见图2-3)。当我们地球化学家还在努力解释完全冰川期和完全间冰期之间大气中二氧化碳含量90 ppm的差异时，50 ppm的变化已经发生在
1870年1
冰深(米)
1897 1898 16
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图2 - 3。在左边的图中，是由瑞士伯尔尼的Oeschger小组绘制的，以大约3万年前为中心的数千年时间内，被捕获的空气中的二氧化碳含量和冰中18O的消耗程度。在此期间，发生了四次Dansgaard-Oeschger事件。从图中可以看出，在每次Dansgaard-Oeschger事件的温暖阶段(18O消耗较低)，气泡的CO2含量从190左右上升ppm,大约240 ppm。当来自南极洲冰芯的二氧化碳结果可用时，这些增长受到了质疑。在这段时间内，所有对南极冰层空气的测量都在190到200 ppm之间。对此的解释似乎是，格陵兰记录中的高CO2值是冰中CaCO3和冰中所含的酸之间发生化学反应而产生的CO2释放的结果。这一解释得到了强有力的支持，因为瑞士研究小组证明，保存在冰中的记录与保存在气泡中的记录之间的预期偏差并不存在(见右图)。
短短几十年的时间令人难以置信。我记得开完会回到家时，各种疯狂的想法在我脑海中游弋。有一件事是肯定的:任何解释都必须涉及二氧化碳进出海洋。由于我花了相当多的时间试图量化化石燃料燃烧产生的二氧化碳被海洋吸收的比例，我知道在十年的时间尺度上改变50 ppm是一个巨大的挑战。
我的想法受到了这样一个要求的影响，即不仅要解释二氧化碳的变化，还要解释空气温度的变化。如果海洋环流的变化是二氧化碳变化的原因，那么它们也可能是温度变化的原因。此外，由于在格陵兰岛观测到了温度变化(以及斯堪的纳维亚的BA-YD振荡)，所以应该在北大西洋观察。我突然想到，这可能与该地区深水的形成有关。在我读研究生的时候，我对从大西洋深处打捞上来的水样进行了放射性碳的测量。这些测量的目的是确定新冷却的海水从海面下降到大西洋深处“通风”的速率。正因为如此，我才熟悉了这个过程对热量预算围绕北大西洋的区域。热带地区变暖的海水被墨西哥湾流的延伸带进挪威海。从加拿大和格陵兰岛流出的寒冷冬季空气将这些热量提取出来，从而使水冷却(并致密化)。这导致它下沉，加入海洋学家所说的北大西洋深水团。
我推断释放热量在这一过程中帮助北欧维持了温和的冬天。这导致了一个想法，改变了我们对古气候的看法。raybet雷竞技最新如果深水的生产被关闭了怎么办?这难道不会导致北大西洋周围地区的急剧降温吗?
虽然这是对冰芯记录中所看到的温度突然变化的一种可能解释，但我想不出这样的中断会显著改变大气中的二氧化碳含量。此外，我在化石燃料二氧化碳预算方面的经验也清楚地表明，在如此短的时间内将所需的二氧化碳排放进海洋是不可能的。
幸运的是，这样做的必要性很快就消失了，因为事实证明，二氧化碳的快速漂移毕竟不会发生;相反，它们被证明是储存在格陵兰冰中的人工制品。这种收缩是由Oeschger的实验室进行的两组测量造成的。第一组覆盖了来自南极洲的冰芯的相同时间间隔。在格陵兰岛的Dye 3冰中，所有的测量结果都在190 ppm和240 ppm之间来回切换伯德站冰的含量接近百万分之190。第二组测量的目的是确定气泡中保存的CO2记录与固态冰中保存的18O记录之间的预期偏差是否存在。这种偏移发生的原因是气泡关闭发生在地表以下几十米的冷岩层的底部。当对18O和CO2剖面进行仔细比较时，CO2的急剧变化与18O的急剧变化发生在完全相同的深度。解释这一现象的唯一方法是假设额外的50ppm二氧化碳是在气泡形成后添加的。正如本章后面将解释的那样，这一添加涉及CaCO3粉尘和空气中滞留在冰中的酸(HNO3和H2SO4)之间的反应。
所以，这是相当奇怪的观察，让我走上了这条路大洋输送带结果是虚惊一场。尽管这一理念经历了曲折，但它经受住了时间的考验。
传送带假说提出的众多问题之一是，是什么引发了深水生产的突然停止，当然，又是什么引发了深水生产的突然恢复。
图2 - 4。随着劳伦蒂德冰原在最后一个冰期结束时退缩，在它的边缘形成了融水湖。其中一个，湖阿加西大约在新仙女木寒流开始的时候，它的水位大幅下降。一种假设是，这颗水滴释放的水向东涌入了北大西洋，使传送带停止了运转。
图2 - 4。随着劳伦蒂德冰原在最后一个冰期结束时退缩，在它的边缘形成了融水湖。其中一个，阿加西湖，在新仙女木寒流开始的时候，水位大幅下降。一种假设是，这颗水滴释放的水向东涌入了北大西洋，使传送带停止了运转。
虽然一个完全令人满意的解释还没有提出，但早期一个关于新仙女木的诱人解释引起了我的注意。随着劳伦蒂德冰原在博林阿勒洛德暖期消退，在其南缘的冰川下陷地形上形成了一个湖泊(见图2-4)。这个湖是为了纪念路易斯·阿加西斯而命名的，他第一个让世界相信，长期以来被认为是诺亚洪水的特征是由冰川产生的。最初，充满阿加西湖的融水向南溢出岩石唇，顺着密西西比河流入海湾
3公里厚的冰帽的重量导致热的地幔岩石从冰帽下横向流出，使其表面降低了约1公里。
墨西哥。然后，根据阿加西湖海岸线的放射性碳测年法和墨西哥湾沉积物的18O记录，情况发生了变化。据曼尼托巴大学(University of Manitoba)的地质学家吉姆·特勒(Jim Teller)说，形成湖泊北部海岸线的冰层发生了崩塌，从而打开了一个新的出口。密西西比河的出水口被废弃，河水流向东部，穿过现在的苏必利尔湖盆地，经圣劳伦斯湾流入大西洋。冰层崩塌所释放的最初的洪水正是压制深水形成所需要的，因为它会降低北大西洋表层海水的含盐量，使冬季降温不能再产生足够浓的水来允许瀑布向下进入深渊。
虽然这个解释给了我追求传送带想法所需要的鼓励，但即使在那时，怀疑也潜伏着。其中一个问题是，虽然这次洪水可能导致了突然的关闭，但是什么导致了大约一千年后深水地层的突然恢复?另一个原因与多起丹斯加德-奥斯切尔事件有关。难道每次突然变冷都是由类似的洪水引起的吗?尽管有这些问题，我还是固执地坚持这一观点，直到2003年，一群地质学家(加里·科默陪同)对安大略省桑德贝以西的地区进行了一次空中调查，特勒声称阿加西洪水就是从那里经过的。没有任何地貌证据被发现。没有通道，没有巨石地。所以，让我提出传送带想法的主要证据之一似乎已经半途而废了。但尽管如此，其他证据仍然让这个假设成立。
在20世纪80年代中期，我们许多人想当然地认为新仙女木对气候的影响仅限于北大西洋周围地区。raybet雷竞技最新虽然在这一区域之外也有一些关于撞击的说法，但这些说法都没有说服力，而且大部分都被忽视了。由于这种分布非常符合北大西洋深水地层的开启和关闭所引起的概念，我用它作为我的想法是正确的有力证据。但是，就像二氧化碳跳跃和阿加西洪水一样，这个观察后来被证明是不正确的。有证据表明，新仙女木的影响分布远远超出了北大西洋周围的区域，其中包括格陵兰冰。这一证据被记录在冰中存在的杂质和被困在冰中的空气中的甲烷含量中。来自新仙女木期和来自超冷的丹斯加德-奥斯歇尔区间的冰比来自邻近较暖区间的冰含有更多的杂质和更少的甲烷。
冰中的杂质是由灰尘和气溶胶造成的。它们的浓度是通过融化冰并测量水中的离子来确定的(见图2-5)。据推测，Ca++、Mg++、K+是微细颗粒物，Na+、Cl-是浪花，SO =和NO 3是气溶胶气体释放出来从植被和沼泽。同样存在但未测量的是来自CaCO3粉尘的CO =离子。在这些杂质中，只有尘埃的来源可以确定。微量元素锶和钕是存在的。每一种都有一种由长寿命的放射性母体衰变产生的同位素。锶是87Sr，是87Rb的衰变产物，钕是143Nd，是147Sm的衰变产物。对世界上每个沙漠的灰尘进行的分析表明，这两种元素的同位素组成加在一起就相当于指纹使用这种方法，Lamont-Doherty的Pierre Biscaye
究其原因，87Sr中造成局部差异的地质过程与143Nd中造成局部差异的地质过程并不相同。
iH Na I NH
阳离子(H)阳离子(IS)阳离子(S)阴离子(H)
阴离子(S)
图2 - 5。格陵兰冰在全新世(H)、Dansgaard-Oeschger间期(IS)和Dansgaard-Oeschger间期(Sraybet雷竞技最新)三种气候状态下的正离子和阴离子组成。由于CO=离子以CaCO3的形式存在，因此存在电荷不平衡。这些分析是在保罗·马耶夫斯基的实验室进行的。
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