D-O-tapahtuma

Wikipedia

Tätä artikkelia tai artikkelin osaa on pyydetty parannettavaksi.
Syy: Kirjoitettava tietosanakirja-artikkeliksi, eikä väitöskirjan sivuksi
Voit auttaa Wikipediaa parantamalla artikkelia. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla.
Jääkauden happi-isotooppivaihteluja Antarktiksella ja Grönlannissa
Suurenna
Jääkauden happi-isotooppivaihteluja Antarktiksella ja Grönlannissa

D-O-tapahtumalla (Dansgaard-Oeschgerin tapahtumalla, DO-tapahtumalla, D/O-tapahtumalla) tarkoitetaan jääkauden aikaisia nopeita, 9-16 °C lämpötilan nousuja, jotka tapahtuvat 1000-3000 vuoden jaksoissa. Näitä muutoksia tapahtui voimakkaina vain jääkauden keskikylmässä vaiheessa. Muutokset johtuivat jäätikön sulamisvesien ja merivirtojen vuorovaikutuksesta. Tunnettu on lämpötilan nopea nousu noin 14700 vuotta sitten lämpimän Bölling-kauden alussa.

Lämpötilan nousu johtui Golfvirran käynnistymisestä Norjan ja Islannin välisellä merellä. Kylmänä aikana Golfvirta oli joko kokonaan tai osaksi pysähdyksessä. Nopean nousun jälkeen lämpötila ensin tasaantui muutamaksi sadaksi vuodeksi ja sitten laski hitaasti Pohjois-Atlantilla. Lämpimänä kautena jäätikön sulamisvedet patosivat Golfvirran, minkä palautuminen ennalleen kesti aikansa. Golfvirta tuo lämpöä Pohjois-Atlantille ja Euroopaan nykyään, niin se toi jääkaudellakin. Jääkaudella lämpötilan jostain syystä noustessa jäitä suli Pohjois-Atlantilla. Tällöin vapautui jään sulamisvesiä suuria määriä Atlantilla. Tämä pysäytti asteittain Golfvirran toisen haaran, joka ulottui Norjanmerelle. Tämän takia lämpötila laski, ja jään sulamainen väheni. Näin Golfvirta saattoi taas liikkua esteettä pohjoiseen. Tämä Golfvirran voimakkuuden vaihtelu ei ole mahdollinen jääkausien välisellä ajalla.


Sisällysluettelo

[muokkaa] Tyypillinen D-O-tapahtuma


Tapahtumien jakso on keskimäärin 1200-1500 vuotta. Näitä nopeita 1-50 vuoden lämpenemisiä sattui viime jääkaudella 24. Lämpötila palautui ennalleen noin 100-1500 vuoden kuluttua. D-O-tapahtumat näkyvät nimenomaan Grönlannista poratuissa jääkairausnäytteissä.


D-O-tapahtuma.
Suurenna
D-O-tapahtuma.

Tyypillisessä D-O-tapahtumassa oli

  • 1) Kylmää: Melko vakaa vaihe, hidas lämpeneminen.
  • 2) Nopea lämpeneminen: ehkä 8 °C tai 9-16 °C lämpötilan nousu Grönlannissa noin 3-50 vuodessa, puolet noususta muutamassa vuodessa.
  • 3) Lämmintä: hidas tai hyvin hidas lämpötilan putoaminen, ehkä 2 °C.
  • 4) Nopea lasku 200 v.
  • 5) Kylmää: Jääkausilämpötilainen melko vakaa kylmä tasanne ja hidas lämpeneminen, sama kuin vaihe 1).

Ei kuitenkaan voi nimetä tyypillistä D-O-tapahtumaa, kaikille on yhteistä nopea nousu, mutta lämpöhuipun jälkeen viileneminen voi olla nykivää, sykkivää tai hidasta.

Niinpä:

2) Tai nopeahko lasku 250-400 vuoden ajan. 4) Voi olla myös hidas lasku 40-200 v.


Noin 40000 vuoden takaisista GRIP ja NGRIP- jääkairausnäytteistä otettu happi-isotoppikäyrä.
Suurenna
Noin 40000 vuoden takaisista GRIP ja NGRIP- jääkairausnäytteistä otettu happi-isotoppikäyrä.


Viileneminen ja lämpeneminen on voimakkainta pohjois-Atlantilla mutta tuntui jonkin verran koko maailmalla. Laskukauden alussa tai keskivaiheilla b- ja c-vaiheissa Grönlannin lämpötila vaihtelee voimakkaasti 100-200 vuoden jaksoissa 5-6 astetta 500-1000 vuotta eli siis on hyvin epävakaa. Jotkut väittävät D-O-tapahtumien jakson olevan säännöllinen, 1470 vuotta. Tiedetään että vanhat ajoitukset ovat epätarkkoja ja 50000 vuoden sisään jakson vaihtelu on ±12% ja viiden viimeisen jakson osalta ±2%. Säännöllinen jakso saattaa liittyä Auringossa tapahtuviin jaksollisiin muutoksiin. Mutta yleisesti ollaan sitä mieltä, että jakso on vaihdellut. Kun jääkausi oli vasta alullaan, D-O-tapahtumia ei sattunut lainkaan. Jääkauden keskikylmässä keskivaiheessa MIS 3 tapahtui monia D-O tapahtumia ja kylmissä jääkauden vaiheissa MIS 2 ja MIS 4 ei juurikaan. Kylmissä MIS 2 ja 4 vaiheissa oli lyhyitä interstadiaaleja, lämpimiä kausia mutta lämpimässä MIS 5 ja keskilämpimän ja kylmenevän MIS3 vaiheen alussa oli pitkiä lämpimiä kausia.

Sekä hyvin lämpimässä että kylmässä ilmastossa Pohjois-Atlantin merivirta on vakaa, kylmässä heikko, lämpimässä voimakas. Lämpimän ja kylmän välillä Pohjois-Atlantin ympäristöön lämpöä tuoma virta on epävakaa, se värähtelee voimakkaan ja heikon virtauksen välillä. Tämä vaihtelu tuotti jääkauden keskivaiheella kylmiä ja lämpimiä kausia.

[muokkaa] D-O-tapahtumalle tyypillisiä piirteitä

D-O-tapahtuma: nopea lämpeneminen vuosikymmenissä, hidas jäähtyminen vuosisadoissa. Termohaliinikierto oli ennen tapahtumaa (kylmässä vaiheessa) pysähdyksissä Grönlanninmeren, Islannin ja Norjanmeren seuduilla, Labradorinmeren termohaliinikierto oli aktiivinen. D-O-tapahtuma näkyy Grönlannin jäässä happi-isotooppikäyrissä voimakkaina hailahteluina ja myös metaanikäyrissä ja lössikerrostumissa. D-O-tapahtumat aiheuttivat myös jäävuorien pienehköä vapautumista , mikä näkyy Pohjois-Atlantin kerrostumissa.Ei tosin niin massivista kuin heinrichin tapahtumissa. Tapahtumat näkyvät voimakkaimpina Pohjois-Atlantilla ja pohjoisella pallonpuoliskolla, mutta heikkoina etelässä. D-O-tapahtumalla oli taipumus olla lyhyt, mutta se saattoi olla pitkäkin. Pituus vaihtelei noin 300-2000 v välillä. Palautuminen tapahtumasta kesti noin 2000 vuotta. Monesti D-O-tapahtumia oli kolmen-neljän nipuissa niin että tapahtumien kesto ja palautumisaika lyheni loppua kohden. D-O-tapahtumat eivät näkyneet Etelämanteren lämpötiloissa. Niillä oli taipumus olla paikallisia pohjois-Atlantin seudun lämpenemisiä ja jäähtymisiä. D-O-tapahtumien aikana alemmille leveyasteilla on normaalia kosteampaa. D-O-tapahtuma viilensi Sargassomerta noin 4 C tapahtimissa Is7-IS13 noin 35000-60000 vuotta sitten.

[muokkaa] D-O-tapahtuman syyt

D-O-tapahtuman liipaisi jäätikön ja merijään sulamisvesien vähenemisen aiheuttama muutos merivirroissa. Tämä johti nopeaan lämpötilan nousuun. On kuin olisi käännetty lämpökytkin päälle. Pohjois-Atlantilla värähteli termostaattikytkin.

DO-tapahtuma oli melko nopea käynnistyminen termohaliinikierrossa joka tasasi jääkaudella lämpöä pohjoisen ja eteläisen merialueen välillä ja lämmittää pohjoista. Pohjois-Atlantin termohaliinikiertoa kutsutaan nimellä MOC. Termohaliinikerto perustuu mm siihen, että etelästä Golfvirran mukana tullut raskas, kylmä suolainen vesi painuu alas Pohjois-Atlantilla. Alas painunut vesi on kylmää, raskasta syvävettä. Jotta vesi painuisi alas, suolapitoisuuden on oltava korkea. Meriveden suolapitoisuutta alentaa esim siihen satava suolaton vesi ja jäästä (mannerjäätiköstä, lauttamaisesta merijäästä, jäävuorista ja jäälautoista) sulava vesi. Lämpimänä kautena Pohjois-Atlantille vapautui jäiden sulaessa vauhdilla suuri määrä suolattomia sulamisvesiä, jotka alensivat Pohjois-Atlantin vesien suolapitoisuutta. Jäästä sulava vesi sekoittui etelästä tulevaan merivirtaan. Merivirran suolapitoisuus aleni niin, että kylmä vesi ei enää painunutkaan pohjalle Pohjois-Atlantilla ja termohaliinikierto heikkeni huomattavasti, miltei pysähtyi.

Tämä viilensi Pohjois-Atlanttia, jossa ja jonka ympäristössä mm Euroopassa meri- ja mannerjää kasvoi. Koko maapallo viileni ainakin hieman. Kun Pohjois-Atlantti oli viilentynyt kyllin, jäätä ei enää sulanutkaan siellä niin paljon, että olisi syntynyt suolatonta jään sulamisvettä tarpeeksi pysäyttämään termohaliinikierron. Näin termohaliinikierto käynnistyi melko äkkiä. Termohaliinikierron estämiseen vaadittava virtaus on vain 0,12 Sv (tai välillä0,1-1 Sv). Kun jäätiköiden sulamisvettä syntyi lämpenemisen seurauksena jäätiköiden sulaessa, termohaliinikierto pysähtyi hitaasti. Lämpötilan laskiessa jäämäärä kasvoi, mikä alensi lämpötilaa, koska jää heijasti valoa ja lämpöä pois.

Jääkaudelle vesien suolapitoisuus oli yleisesti ottaen korkeampi kuin nykyään. Jääkauden aikana keskikylmässä vaiheessa vallitsivat olosuhteet, missä melko pieni Pohjois-Atlantin pintaveden aleneminen vaikutti termohaliinikiertoa hidastavasti noin viidesosaan.

 D-O tapahtumaan liittyvät lämpötilan vaihtelut kaavamaisesti.
Suurenna
D-O tapahtumaan liittyvät lämpötilan vaihtelut kaavamaisesti.

Tietokoneella lasketut termohaliinikierron vaiheet

1) nousu: jyrkkä lämpötilan nousu -12,3 --> 8, alle 100 vuodessa 2) lämmin vaihe, loiva lämpötilan lasku -8 - -9,5 500 vuodessa. 3) lasku: jyrkkä lämpötilan lasku -9,5 - -14,25 4) hitaahko lämpötilan lasku kohti minimiä -14,5 C noin 100 v. 5) loiva lämpötilan nousu noin 300 v noin 0,5 C 6) loiva lämpötilan nousu noin 0,3 C noin 500 v.

Lämpötilan ollessa ylhäällä veden suolaisuus on korkea. Lämpötilan laskiessa hitaasti vaiheessa 2) golfvirta heikkenee noin puoleen ja lämpötilan pudotessa nopeasti vaiheessa 3) golfvirta heikkenee puoleen tästä. Välillä 45-60 pohjoista leveyttä jäätiköiden sulamisvettä virtasi lämpimässä 2) vaiheessa noin 0,3 Sv mutta kylmässä vaiheessa 0,2 Sv. 60-75 leveysasteiden välissä virtasi kylmässä 0 ja lämpimässä vaiheessa 0,1 Sv. Tämä salpasi Golfvirran jopa 40 Sv:stä 12 Sv:iin.

Lämpötilan muutokset näkyivät eniten talvilämpötiloissa leveysasteilla 60-65 äkillisinä molempiin suuntiin. Äkillinen tarkoittaa muutamaa kymmentä vuotta. Samaan aikaan, kun Grönlannin lämpötila kohosi nopeasti, lämpötila laski hitaasti Antarktiksella ja merenpinta laski. Syväveden määrä nousi ja suolattoman veden määrä laski. Antarktiksen arvellaan saaneen lisää kosteutta pohjoisen pallonpuoliskon pohjoisten atlanttisten alueitten lämpenemisestä ja pohjoisen jään haihtumisesta. Kosteus kasvatti eteläisen pallonpuoliskon jääkenttää ja viilensi Antarktista ja sen ympäristöä.

Kun lämpötila laski hitaasti Grönlannissa, Antarktiksen lämpötila nousi ja kun Grönlannin lämpötila oli jääkausiajan kylmällä tasanteella lämpötila alkoi laskea Antarktiksellakin hitaasti.

Syväveden määrä seuraili Grönlannin lämpötilakäyrää. Kun syvävettä syntyi paljon,lämpöä kuljettava termohaliinikierto toimi hyvin ja pohjoisessa, myös Grönlannissa oli lämmintä. Meren pinta seuraili ehkä Antarktiksen lämpötilakäyrää viiveellä. Jäätiköiden sulamisvedet vaihtelivat suunnilleen Antarktiksen lämpötilakäyrän tahdissa.

Jääkentän laajeneminen Atlantilla esti matalapaineiden pääsyn Pohjois-Eurooppaan. Arktisen ilman virtaus meren yllä olevan jääkentän ylli ohjasi matalapaineet ja suihkuvirtauksen Euroopan eteläpuolelle, missä satoi Pohjois-Saharan seutuvilla. Merijään raja oli lämpimänä jaksona jossain Espanjan lähellä.

Nämä jaksot kytkeytyvät pidempijaksoiseen Bondin kiertoon ja Heinrichin tapahtumiin siten että jokaista Bondin kiertoa vastaa muutama D-O-tapahtuma. D-O-tapahtumat on numeroitu ikäjärjestyksessä siten, että nuorin saa pienimmän numeron.

Pienehköt muutokset jäätikön koossa, intervallit, liittynevät mini-D-O-tapahtumiin. Lienee myös ollut lämpötilanmuutoksia joilla on 300-800 vuoden jakso.

[muokkaa] D-O-tapahtuman aikaisemmilla jääkausilla

Aikaisemmilla jääkausilla oli D-O-tapahtumia. Hieman epätarkat tulokset kertovat D-O-tapahtumista joskus 2,8-2,6 miljoonaa vuotta sitten, kun pleistoseenin jäätiköitymisissä oli 41000 vuoden jakso. D-O-tapahtumat alkoivat kausilla MIS G14, G6 ja 104, mutta niitä ei näytä esiintyneen ennen kylmää vaihetta MIS G20. Enne kylmiä vaiheita, ennen 2,9 miljoonaa vuotta sitten, esiintyi lyhyempiä jaksoja 500+-100 ja 900+-100 v.

[muokkaa] D-O-tapahtumat viime jääkaudella

D-O-tapahtumia vastaavia tapahtumia näkyy Bengalin lahdelta poratussa merenpohjanäytteessä SO90/88-93KL jossa näkyy "monsuunitapahtumia". On myös merkkejä 500 ja ehkä 300 vuoden kierrosta jääkaudella. D-O-tapahtuma eli interstadiaali merkitään esim GI-2 tai IS2 tai GI2 tai IS-2. Antarktikselta mitatut suuret tapahtumat merkitty taulukkoon. Interstadiaalinimissä * tarkoittaa todennäköisempää vaihtoehtoa kuin tähdetön, ** vielä todennäköisempää.

Interstadiaali GI- IS GRIP-ikä
vuotta sitten, BP
GISP2-ikä BP Happi-isotooppivaihe MIS Antarktiksen tapahtuma Interstadiaalinimi Muuta
Holoseeni 11551 11610 MIS 1 Nykyinen jääkaden jälkeinen aika
GI-1 IS1 14491 14670 MIS 2 B/A eli Bölling-Alleröd
GI-2 IS2 21631 23510 MIS 2 A0 NGRIP 22460-22700 Tätä enen tai aivan tämän jälkeen jäätikkö laajimmillaan, LGM.
GI-3 IS3 25571 27870 MIS 2 NGRIP 27000-27400
GI-4 IS4 28311 30750 MIS 2
GI-5 IS5 30011 32350 MIS 3
GI-6 IS6 31191 33610 MIS 3
GI-7 IS7 32911 35310 MIS 3
GI-8 IS8 35731 38430 MIS 3 A1 *Denekamp, Les Cottes?
GI-9 IS9 37671 40250 MIS 3 Tämän lopussa Heinrichin tapahtuma H4
GI-10 IS10 38991 41190 MIS 3
GI-11 IS11 40851 42590 MIS 3
GI-12 IS12 44371 45390 MIS 3 *Hengelo
GI-13 IS13 46751 47250 MIS 3 *Glinde Tämän lopussa Heinrichin tapahtuma H5
GI-14 IS14 51991 52210 MIS 3 A3 Moershoofd (Glinde)
GI-15 IS15 53571 53970 MIS 3 **Oerel
GI-16 IS16 56011 56950 MIS 3 *Oerel
GI-17 IS17 56851 57910 MIS 3 A4
GI-18 IS18 61771 62075 MIS 4
GI-19 IS19 69751 68825 MIS 4 A5 Ognon II
GI-20 IS20 74041 73125 MIS 4 A6 Ognon I
GI-21 IS21 83091 84025 MIS 5a A7 Odderade
GI-22 IS22 88700 90200 MIS 5b Brörup
GI-23 IS23 103946 100845 MIS 5c Brörup
GI-24 IS24 104317 102745 MIS 5d Brörup


[muokkaa] Katso myös

[muokkaa] Aiheesta muualla

Muilla kielillä