Các Sự kiện Khí hậu Sâu xa và Đột ngột

Các trạng thái ấm và lạnh cực đoan trong quá khứ địa chất và những chuyển đổi đột ngột, được ghi lại trong băng và trầm tích, cho thấy khí hậu có thể thay đổi nhanh chóng như thế nào.

Definition

Khí hậu sâu xa (deep-time climate) đề cập đến các trạng thái ấm và lạnh chính của Trái Đất trong quá khứ địa chất xa xôi, và các sự kiện khí hậu đột ngột là những tái tổ chức lớn của hệ thống khí hậu xảy ra trong vòng vài năm đến vài thế kỷ, nhanh hơn nhiều so với nhịp điệu quỹ đạo.

Scope

Chủ đề này bao gồm khí hậu trong quá khứ địa chất sâu xa và các sự kiện đột ngột xen kẽ. Nó đề cập đến sự xen kẽ giữa các trạng thái nhà kính ấm áp và nhà băng lạnh giá qua hàng triệu năm, các sự kiện siêu nhiệt như Cực đại Nhiệt Paleocen-Eocen, và các chuyển đổi đột ngột quy mô thiên niên kỷ của thời kỳ băng hà cuối cùng, bao gồm các sự kiện Dansgaard-Oeschger và Younger Dryas, cùng với các cơ chế hoàn lưu đại dương và phản hồi được cho là thúc đẩy những thay đổi nhanh chóng như vậy.

Core questions

• Điều gì đã khiến Trái Đất xen kẽ giữa các trạng thái nhà kính và nhà băng?
• Các sự kiện siêu nhiệt trong quá khứ như PETM nhanh và lớn đến mức nào?
• Cơ chế nào đã tạo ra các chuyển đổi đột ngột quy mô thiên niên kỷ?
• Những sự kiện này ngụ ý gì về các ngưỡng và điểm tới hạn?

Key theories

Kiểm soát chu trình carbon đối với khí hậu sâu xa

Trong hàng triệu năm, kiến tạo, phong hóa và hoạt động núi lửa điều hòa carbon dioxide trong khí quyển, thúc đẩy các chuyển đổi chậm giữa trạng thái nhà kính ấm áp và nhà băng lạnh giá.

Ngưỡng hoàn lưu đại dương và thay đổi đột ngột

Các tái tổ chức nhanh chóng của hoàn lưu lật đổ Đại Tây Dương, được kích hoạt bởi dòng nước ngọt, có thể chuyển đổi khí hậu khu vực giữa các trạng thái trong vòng vài thập kỷ, giải thích các sự kiện đột ngột trong thời kỳ băng hà.

Mechanisms

Ở các thang thời gian dài nhất, sự cân bằng giữa việc giải phóng carbon từ núi lửa và loại bỏ carbon do phong hóa silicat quyết định lượng carbon dioxide trong khí quyển và do đó quyết định hành tinh đang ở trạng thái ấm hay băng giá. Các sự kiện đột ngột được chồng lên: những đợt phun trào carbon lớn, nhanh chóng tạo ra các sự kiện siêu nhiệt, trong khi các đợt nước ngọt đổ vào Bắc Đại Tây Dương có thể làm ngừng hoặc khởi động lại hoàn lưu lật đổ, chuyển đổi khí hậu khu vực giữa các chế độ trong vòng vài năm đến vài thập kỷ như được ghi lại trong băng và trầm tích.

Clinical relevance

Các sự kiện siêu nhiệt đóng vai trò là các ví dụ tự nhiên về hậu quả của việc giải phóng carbon nhanh chóng, và hồ sơ về các chuyển đổi đột ngột cho thấy hệ thống khí hậu có thể vượt qua các ngưỡng và thay đổi nhanh hơn nhiều so với nhịp điệu quỹ đạo dần dần.

History

Các lõi băng Greenland vào những năm 1980 và 1990 đã tiết lộ rằng thời kỳ băng hà cuối cùng bị gián đoạn bởi các đợt ấm lên đột ngột Dansgaard-Oeschger, lật đổ giả định rằng khí hậu chỉ thay đổi dần dần; trong khi đó, các hồ sơ đáy biển đã lập bản đồ xu hướng dài từ nhà kính sang nhà băng của sáu mươi lăm triệu năm qua và các sự kiện như Cực đại Nhiệt Paleocen-Eocen.

Debates

Nguồn gốc và tốc độ carbon trong PETM

Nguồn gốc, tổng lượng và tốc độ giải phóng carbon đã thúc đẩy Cực đại Nhiệt Paleocen-Eocen đang được tranh luận, với sự liên quan trực tiếp đến việc so sánh nó với lượng phát thải hiện tại.

Key figures

• Richard Alley
• Wallace Broecker
• James Zachos
• Thomas Stocker

Seminal works

• zachos2001
• alley2000

Frequently asked questions

Khí hậu có thể thay đổi nhanh chóng một cách tự nhiên như thế nào?

Các lõi băng cho thấy khí hậu khu vực đã thay đổi vài độ trong vòng vài thập kỷ trong các sự kiện đột ngột trong quá khứ, nhanh hơn nhiều so với nhịp độ chậm của các kỷ băng hà.

Cực đại Nhiệt Paleocen-Eocen là gì?

Đó là một đợt ấm lên toàn cầu nhanh chóng khoảng 56 triệu năm trước, được thúc đẩy bởi một lượng lớn carbon được giải phóng, thường được nghiên cứu như một ví dụ tự nhiên cho lượng phát thải hiện nay.