Cổ hải dương học và các Hồ sơ Khí hậu Biển

Từng lớp một, trầm tích biển sâu lưu giữ nhật ký hóa học và hóa thạch về quá khứ của đại dương, cho phép các nhà khoa học tái tạo nhiệt độ, thể tích băng và sự lưu thông qua hàng triệu năm, cũng như kiểm tra các yếu tố thúc đẩy biến đổi khí hậu.

Definition

Cổ hải dương học là ngành nghiên cứu lịch sử của các đại dương, được tái tạo từ trầm tích biển và các hồ sơ địa hóa học và hóa thạch của chúng để suy luận về hóa học, nhiệt độ, sự lưu thông của đại dương trong quá khứ và mối liên hệ của chúng với khí hậu.

Scope

Chủ đề này bao gồm các chỉ số proxy được sử dụng để tái tạo các điều kiện đại dương trong quá khứ — đồng vị bền, tập hợp vi hóa thạch, tỷ lệ nguyên tố vết — việc định tuổi các chuỗi trầm tích biển, tái tạo nhiệt độ, thể tích băng và sự lưu thông trong quá khứ, và bằng chứng liên kết lực tác động quỹ đạo với các chu kỳ băng hà.

Core questions

• Những chỉ số proxy nào ghi lại nhiệt độ đại dương, thể tích băng và sự lưu thông trong quá khứ?
• Các hồ sơ trầm tích biển được định tuổi và tương quan như thế nào?
• Hồ sơ đồng vị oxy tiết lộ điều gì về các chu kỳ băng hà-gian băng?
• Hồ sơ biển kiểm tra vai trò của lực tác động quỹ đạo trong việc thúc đẩy các kỷ băng hà như thế nào?

Key theories

Nhiệt kế đồng vị oxy và thể tích băng

Tỷ lệ đồng vị oxy trong vỏ hóa thạch ghi lại sự kết hợp giữa nhiệt độ nước biển và thể tích băng toàn cầu, cung cấp một kho lưu trữ chính về khí hậu trong quá khứ như được phát triển bởi Emiliani và Shackleton.

Nhịp điệu quỹ đạo (Milankovitch) của các kỷ băng hà

Phân tích phổ của các hồ sơ trầm tích biển cho thấy các chu kỳ phù hợp với các biến đổi trong quỹ đạo của Trái Đất, xác nhận rằng các thay đổi quỹ đạo điều chỉnh thời điểm của các chu kỳ băng hà-gian băng.

Mechanisms

Các vi hóa thạch và trầm tích kết hợp các tín hiệu hóa học — tỷ lệ đồng vị, nguyên tố vết và tập hợp loài — thay đổi theo điều kiện đại dương tại thời điểm lắng đọng. Bằng cách định tuổi các lõi trầm tích và đo lường các chỉ số proxy này qua các lớp, các nhà cổ hải dương học tái tạo nhiệt độ, thể tích băng và sự lưu thông trong quá khứ, đồng thời so sánh thời điểm của chúng với các lực tác động quỹ đạo và các lực tác động khác.

Clinical relevance

Các hồ sơ cổ hải dương học tiết lộ cách đại dương và khí hậu đã hoạt động trong các điều kiện quá khứ, bao gồm cả những thời kỳ ấm hơn hiện nay, cung cấp bối cảnh và ràng buộc thiết yếu để dự báo biến đổi khí hậu trong tương lai và phản ứng của đại dương đối với nó.

History

Emiliani đã tiên phong phân tích đồng vị oxy của các loài foraminifera biển sâu vào những năm 1950; Shackleton đã tinh chỉnh cách giải thích của nó về thể tích băng, và nghiên cứu năm 1976 của Hays, Imbrie và Shackleton đã chứng minh nhịp điệu quỹ đạo của các kỷ băng hà, thiết lập cổ hải dương học như một phép thử định lượng của lý thuyết khí hậu.

Key figures

• Cesare Emiliani
• Nicholas Shackleton
• John Imbrie

Seminal works

• bradley2015
• hays1976

Frequently asked questions

Làm thế nào trầm tích có thể ghi lại nhiệt độ đại dương trong quá khứ?

Vỏ của sinh vật phù du biển chứa các tín hiệu hóa học, chẳng hạn như tỷ lệ đồng vị oxy và nguyên tố vết, phụ thuộc vào nhiệt độ và hóa học của nước mà chúng phát triển, từ đó lưu giữ một hồ sơ trong trầm tích.

Chu kỳ Milankovitch là gì?

Chúng là những biến đổi chậm, có thể dự đoán được trong quỹ đạo và độ nghiêng của Trái Đất, làm thay đổi sự phân bố ánh sáng mặt trời và điều chỉnh sự tiến và lùi của các kỷ băng hà, một mối liên hệ đã được xác nhận bởi các hồ sơ trầm tích biển.