Paleoklimatologi

Studi tentang iklim masa lalu geologis dan historis, direkonstruksi dari arsip alam untuk mengungkapkan bagaimana dan mengapa iklim telah berubah sebelum instrumen ada.

Definition

Paleoklimatologi adalah studi ilmiah tentang iklim masa lalu dan penyebabnya, menggunakan pencatat iklim alami, yang disebut proksi, untuk merekonstruksi kondisi dari masa sebelum pengukuran instrumental.

Scope

Area ini mencakup rekonstruksi dan interpretasi iklim masa lalu, dari masa geologis yang dalam melalui zaman es hingga milenium terakhir. Ini membahas arsip dan proksi alam, seperti inti es, sedimen laut dan danau, cincin pohon, karang, dan speleothem, yang mencatat kondisi masa lalu; pengaturan orbital siklus glasial; transisi iklim yang tiba-tiba; dan bagaimana bukti paleoklimatologi membatasi sensitivitas iklim dan menempatkan perubahan saat ini dalam konteks jangka panjang.

Sub-topics

• Climate Proxies and Archives
• Deep-Time and Abrupt Climate Events
• Milankovitch Cycles and Glacial Cycles

Core questions

• Bagaimana iklim masa lalu dapat direkonstruksi dari arsip alam?
• Apa yang mengatur zaman es yang berulang?
• Seberapa tiba-tiba iklim telah berubah di masa lalu?
• Apa yang diungkapkan masa lalu yang dalam tentang sensitivitas iklim dan masa kini?

Key theories

Rekonstruksi berbasis proksi

Sifat fisik, kimia, dan biologis arsip alami merespons iklim dengan cara yang terkalibrasi, sehingga mengukurnya memungkinkan rekonstruksi kuantitatif suhu, curah hujan, dan komposisi atmosfer masa lalu.

Pengaturan orbital zaman es

Perubahan lambat dalam orbit Bumi mengubah distribusi musiman dan lintang sinar matahari, mengatur pertumbuhan dan peluruhan lapisan es selama puluhan ribu tahun.

Mechanisms

Arsip alami terakumulasi lapis demi lapis, mengunci sinyal kimia dan biologis, seperti rasio isotop, gas yang terperangkap, lebar pita pertumbuhan, dan kumpulan mikrofosil, yang bervariasi sesuai iklim. Dengan menentukan tanggal arsip ini dan mengkalibrasi proksi terhadap pengamatan modern, para paleoklimatolog merekonstruksi suhu masa lalu, volume es, dan konsentrasi gas rumah kaca, dan mereka menghubungkan perubahan tersebut dengan pemaksaan orbital, variasi vulkanik dan surya, serta umpan balik internal.

Clinical relevance

Catatan paleoklimatologi mengungkapkan seluruh rentang variabilitas iklim alami, memberikan batasan independen pada sensitivitas iklim, dan menunjukkan bahwa konsentrasi gas rumah kaca dan laju perubahan saat ini tidak biasa dalam konteks masa geologis baru-baru ini.

Evidence & guidelines

Laporan Penilaian Keenam IPCC menggunakan bukti paleoklimatologi untuk membatasi sensitivitas iklim, untuk menunjukkan bahwa suhu global dan tingkat karbon dioksida baru-baru ini luar biasa selama ratusan ribu hingga jutaan tahun, dan untuk menginformasikan proyeksi perubahan di masa depan.

History

Pengakuan zaman es masa lalu pada abad kesembilan belas meluncurkan studi iklim masa lalu, Milankovitch mengukur teori orbital pada awal abad kedua puluh, dan munculnya analisis isotop inti laut dalam dan inti es pada pertengahan abad kedua puluh mengubah paleoklimatologi menjadi ilmu kuantitatif.

Debates

Pendorong terminasi glasial

Bagaimana pemaksaan orbital, gas rumah kaca, sirkulasi laut, dan umpan balik lapisan es bergabung untuk mengakhiri zaman es, dan mana yang dominan, tetap menjadi pertanyaan aktif.

Key figures

• Raymond Bradley
• Milutin Milankovitch
• Wallace Broecker
• Nicholas Shackleton

Seminal works

• bradley2015
• cronin2010

Frequently asked questions

Bagaimana para ilmuwan mengetahui tentang iklim sebelum termometer?

Mereka membaca arsip alami seperti inti es, cincin pohon, dan sedimen, yang sinyal kimia dan biologisnya bertindak sebagai proksi untuk suhu, curah hujan, dan komposisi atmosfer masa lalu.

Mengapa masa lalu yang jauh penting untuk iklim saat ini?

Iklim masa lalu menunjukkan seberapa sensitif sistem terhadap perubahan gas rumah kaca dan pemaksaan orbital, memberikan pemeriksaan independen pada proyeksi dan menunjukkan bahwa perubahan saat ini tidak biasa.