エントランスへはここをクリック   

1992年12月海洋学と古気候学 7(6):701-738 DOI: 10.1029/92PA02253

主要な氷河サイクルの構造と起源について

1. ミランコビッチ強制の線形応答
Imbrie, J. et al. On the structure and origin of major glaciation cycles. 1.
Linear responses to Milankovich forcing. Paleoceanography 7, 701–738 (1992).

J. インブリー エドワード・A・ボイル マサチューセッツ工科大学(MIT)
スティーブ・C・クレメンス ブラウン大学 ア・ダッフィーら 18人の著者
 公開:1992年12 

日本語訳:青山貞一(東京都市大学名誉教授)
投稿日:2020年12月22日
ミランコヴィッチメニューへ戻る

Imbrie, J. et al. On the structure and origin of major glaciation cycles. 1. Linear responses to Milankovich forcing. Paleoceanography 7, 701–738 (1992).

タイトル:主要な氷河サイクルの構造と起源について 1. ミランコビッチ強制の線形応答
公表年:1992年12月海洋学と古気候学 7(6):701-738 DOI: 10.1029/92PA02253
著者: J. インブリー エドワード・A・ボイル マサチューセッツ工科大学 スティーブ・C・クレメンス ブラウン大学 ア・ダッフィー 18人の著者  公開:1992年12 

抄録

抄録 海洋特性の時系列データは、全球の氷の量を測定し、過去40万年間の風駆動循環と密度駆動循環の主要な特徴をモニターするものである。23,000年、41,000年、10万年に近い周期のサイクルが、この気候の物語を支配している。

この物語を地理的な時系列の配列で調べてみると、各気候振動の位相は、3つの周期すべてにおいて、基本的に同じ地理的な順序でシステム内を進行していることがわかる。

我々は、23,000年周期と41,000年周期の氷河期は、北極域の放射収支の軌道上での変化に対する連続的な線形の反応であると主張している。この相進行の初期段階では、南大洋の深海が炭素のトラップとして機能しているように見える。

本研究では、新たな観測とモデル化を促進するために、システムの進化を記述するために必要な4つのエンドメンバー状態での気候を総合的に見ることができるプロセスモデルを提案するとともに、4つのサブシステムの連鎖で慣性定数を規定することで、因果経路に沿った相進行を説明する動的システムモデルを提案する。

"このような複雑なシステムを含む問題の解決策は、ゼウスの頭からアテナのように完全に成長して生まれてくるものではない。むしろ、段階を踏んでゆっくりと進化していくのであり、それぞれの段階では、確実な足場を確保し、次のステップを適切に選択するために、データを長く検討するための一時停止が必要となります。-ビクター・P・スター

海洋生態学. VOL. 7, NO. 6, 7OT-738頁, 1992年12月 大氷河循環の構造と起源1, ミランコビッチフォージングへの線形応答について

1ブラウン大学地質科学部(ロードアイランド州プロビデンス)、
2マサチューセッツ工科大学地球大気惑星科学部(ケンブリッジ)、
3コロンビア大学ラモント・ドハーティ地質観測所(ニューヨーク州パリセーズ)、
4ウィスコンシン大学気候研究宇宙科学センター(マディソン)、
6クイーンズ大学地質学部(ニューヨーク州フラッシング)、
6ウィスコンシン大学海洋学部(ニューヨーク州フラッシング)、
6ウィスコンシン大学地質学部(ニューヨーク州フラッシング)、
6ウィスコンシン大学地質学部(ニューヨーク州フラッシング)、
6ウィスコンシン大学地質学部(ニューヨーク州フラッシング)、
6ウィスコンシン大学地質学部(ニューヨーク州フラッシング)、
6ウィスコンシン大学地質学部(ニューヨーク州フラッシング
7 Rosenstiel School of Marine and AtmosphericScience, University of Miami, Miami, Florida.
8 Godwin Laboratory for Quaternary Research, Cambridge, United Kingdom.e Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, NOAA, Princeton, New Jersey.Copyngft 1992by the American Geophysical UnionPaper number 92PA0225308 83-8305/92 / 92P A-0225
3 $ 10. 00

2万3000年周期と4万1000年周期の氷河期は、北極の放射収支の軌道上の変化に対する連続的な線形反応であり、我々は、各気候周期の相進行を用いて、放射に対する初期の局所的な反応が大気圏と海洋によって伝播される主要な経路を特定するために使用する。この相進行の初期段階では、南洋の深海が車のボンネットトラップとして機能しているように見える。

本研究では、新たな観測やモデル化を促進するために、システムの進化を記述するために必要な4つの末端メンバー状態での気候を総合的に見ることができるプロセスモデルと、4つのサブステムの連鎖で慣性定数を指定することで、因果経路に沿った相進行を説明する動的システムモデルを提案します。

むしろ、段階を踏んでゆっくりと進化していくものであり、それぞれの段階では、確実な足場を確保し、次のステップを適切に選択するために、一旦休止して長さのあるデータを検討する必要があります。

序論

更新世の氷河期は何によって引き起こされたのか?19世紀半ばに地質学者が初めて陸地の氷の膨張と後退を追跡して以来、この問題は過去の気候に関する研究を支配してきた。 当初、氷河期と間氷期の連続は不規則なものと思われていた。

702年の間隔を置いている。 しかし、1960年代から1970年代にかけて、地質学者が海洋堆積物の気候記録を読み取って日付を付けることを学んだときに、過去50万年の氷河期の変動が、23,000年、41,000年、10万年の周期に近い周期によって支配されている明確なパターンを示すことが証明されました。

この発見は、ミランコビッチ理論[Milankovitch, 1930]への関心を再燃させ、最終的には予後、斜行、偏心の天文サイクル[Berger, 19?8a]が気候的に重要な影響源であることを実証することにつながった[Mesolella et al', 1969; Broecker and vanDonk, 1970; Hays et al., 19?6; Imbrie et al., 19841]。

現在では、これらの天文学的な影響は、入射太陽放射の季節的・経度的な分布を制御することによって、外部から気候の主要な周期を駆動するか、あるいは内部で駆動される振動の位相を設定していると広く信じられている。 日周期や年周期を除けば、このような機会は稀である。

これらの中には、一般循環モデル(GCM)を用いて、放射線周期のある特定の点に固定された境界条件に対する系の平衡の再応答をシミュレートするものもある。
[Royer et al., 1984; Kutzbach and Guetter, 1986; Mitchell et al., 1988; Rind et al., 19891]。

また、低次モデルを用いて、ミランコビッチ強制力に対する時間依存性の応答をシミュレートするものもある。
[Le Treut and Ghil, 1983; Maasch and Saltzman, 1990; DeBlonde and Peltier, 1991; Gallde et al.

私たちの目的は、過去400年(kyr=1000年)の間に、系の主要部分がどのようにMi-ランコビッチ周波数で変化してきたかを示す一連の観測を提供することある。系は高い周波数と低い周波数でも変化しているので、我々は標準的なスペクトル解析手法を用いて、3つの主要な周期に注目している。

同じ手法を用いて、半年ごと、年ごと、準2年ごと、エル・ニフロ周期を支配する物理的メカニズムを特定し、評価してきた [Rasmusson and Carpenter,19821]。このアプローチをミランコビッチ問題に適用すると、各ミランコビッチサイクルにおける強制関数の振幅と位相を、サイトのグローバルな配列におけるシステムのstlrpottt.の振幅と位相と比較することができる。

その結果、我々の配列の大部分では、3つのサイクル全てにおいて同じ基本的な地理的パターンを持つ進行波が形成されていることがわかったので、支配過程の概念モデルを開発することによって、この単純な周期構造を説明しようとする。このモデルは物理的にはもっともらしいものであり、有用な議論と刺激を与えることを期待しているが、本研究では、このモデルを用いて、この単純な周期構造を説明しようとしている。

一つは、外部からの強制力に対する最初の反応は、アイスランド・ジャイルでは中程度の深さまでの対流の強さの変化であるという予測である。このようにして生成された高密度の海水は、近世の海ではデンマーク海峡を越えて北大西洋下層深層水(NADW)を形成している。

この重要なプロセスの地質学的な歴史については、公表されている情報はこの予測と一致しているように思われるが、決定的に確認できるデータは知られていない。 もう一つの予測は、各氷河期の初期には、南洋の深海が炭素のトラップとして機能するというものである。

ここでは、炭素-炭素化学の2つの異なる指標によって提供されるevidenceに矛盾がある。我々のモデルでは、A613Cの証拠を額面通りに捉え、いくつかの地点でのCd/Caの観測から得られた反対の指標を無視しています。

本研究では、地理的位置(3)、時間(1)、頻度(3)、強制力(1+)、氷床、表層海洋、地下海洋、陸地の気候応答(4+)の12次元以上の情報を表示することにした。読者の皆様には、データ表示の簡略化に努めたとはいえ、複雑な図が多いことには変わりないが、私たちが発見した2つのことにより、私たちのモデルをコンパクトに表現することが可能になった。

第一に、システムの時間発展は、4つの極端な末端メンバー状態によって定義された空間の中で、合理的にうまく記述できること。第二に、3つの主要なサイクルのすべての応答の地理的順序は本質的に同じである。これにより、単一の「一般的な」サイクルを記述することができる。

2.サンプル化の戦略

最初の課題は、時系列の地理的配列を構築することです。

これらの時系列はどこに配置されるべきでしょうか?氷河期のダイナミクスに関する初期の研究では、高緯度で作動する物理的なフィードバックメカニズムの重要性が指摘されていました。 最近では、氷期のサイクルが大気中の二酸化炭素と強く相関していることがアイスコアで劇的に実証され、炭素循環の大きな変化、したがって海洋深部の循環の変化も氷河期の物語の一端を担っていなければならないことが明らかになりました。

この発見は、氷河期問題を「解決」するために進められた観測とモデル化戦略の拡大を余儀なくされた。 Imbrie et al. このように、NADWの輸出とそれに関連した南洋の化学変化に焦点を当てた研究が行われている[Broecker and Peng, 1989]。したがって、その目的は、地球規模の三次元システムの中で、多くの異なる地点の状態を監視する観測装置を構築することである。 実用的な考慮事項としては、海洋記録を重視する必要があります。理想的には、最も長い周期(100年周期)の何倍もの間隔をカバーしているのが理想ですが、そのためには時系列の長さをどのくらいにする必要があるのでしょうか?

残念ながら、この理想を達成することは不可能である。 この課題に直面して、科学界は14Cと618Oの2つの全く異なる観測手法で対応してきた。それぞれに利点と限界があります。第一の観測手法は、蓄積率の高い堆積物のLaC年代測定を用いて、過去25年の高分解能記録を構築するものである。 これにより、広い範囲のサイトで最後の氷期から間氷期への移行に関する正確な情報が得られますが、間氷期から氷期への移行を含む他の時間間隔に関する情報は得られません。

第二の戦略は、6180を用いて、外洋サイトでの500年以上に及ぶ長期の深海記録を相関させ、時系列を提供することである。この方法では、長い時間間隔でミランコビッチ頻度で起こる海洋の変化については正確な情報を得ることができますが、5年程度よりも短い時間スケールでの変化についてはほとんど情報を得ることができません。第4節と第5節では、6r8Oをベースとした気候時系列の配列を構築し、外洋のサイトで過去400年の間にシステムの多くの部分を監視している。

次に、第6.4節では、我々は我々が氷河から間氷状態への最後の移行の間に応答の詳細を検討することができます短い、raCベースの時系列のセットでいくつかの重要なギャップを埋める。 我々はまた、意味のあるスペクトル解析には短すぎるが、過去150Kyrの主要な場所での応答を調べることができるいくつかの6l8Oベースの時系列を含む。

我々の研究では、氷河形成の過程に焦点を当てているので、過去の研究で、気候の歴史がモンスーン循環の変化によって支配されていることが示されている低緯度地域は除外している[Prell andKutzbach, 1987; Mclntyre et al. 実際には、このような地層では、大気中のメタンや水蒸気の濃度を変化させる上で重要となりうる流況緯度過程の考慮が排除されている可能性がある。

本研究では、可能な範囲で、現代の海洋の化学-703calデータを比較するために利用可能な、大西洋の北-南半球の海域の風駆動・密度駆動循環の要素をモニターしている海洋記録を選択した(第4.5節)。 我々は、詳細な6180層序を欠いた長い海洋記録を考慮から除外した。この海洋配列に、塵埃蓄積の2つの時系列を追加した。

これらは、中国(図1、変数B)とアラビア(図1、変数4)の大陸の乾燥度を反映している。1万件以上の観測データは、SPECMAPアーカイブ2として、コロラド州ボルダーにある国立大気再調査センターと国立地球物理データセンターでデジタル化されています。

3.モデル化の戦略と展望

この論文では、23km周期と41km周期の氷河期に焦点を当てている。これらは季節的な日射量の変化と強い相関があることがわかったので、ミランコビッチ強制に対する連続的な、本質的には線形の応答とみなした。残差応答は100年周期に支配されており、23年周期と41年周期を合わせた場合の2倍の振幅を持つ。

100 kyr付近の周期のバンドでは、気候と相関する放射量の変動は、2つの短い気候サイクルと相関する変動に比べて非常に小さいので、100 kyrの気候サイクルの強さは、気候システム自体の中で作動するメカニズムによって、このバンドにエネルギーがチャネリングされていることに起因するに違いありません。この目的を達成する上での主な難点は、我々の配列に含まれるサイトの数が少ないことです(図1)。 この点を強調するために、これらのサイトが、私たちが現代の「間氷期」の状態を記述するために使用しているGEOSECSとCLIMAPのデータベース(図1b)にあるように高密度に分布していたとします。

このような完全な配列が存在しない場合、我々はより簡単な質問をしなければなりません。 アインシュタインの公言(可能な限りシンプルに、しかしシンプルにはしない)に従って、我々は、Mi-ランコヴィッチバンド上のシステムの応答を記述するために必要なエンドメンバー状態の最小数は何かと尋ねます。この答えは、システム変数の位相構造によって決定されます(図2)。



図1. 図1 ミランコビッチの氷河と放射性物質のサイクルに関連した気候変動のモニタリング戦略。海洋堆積物の測定結果(a)は、現在の大気・海洋の流れの形状が、間氷期の状態(b)のときと、氷期の状態(c)のときとでは大きく異なっていることを示しています。これらの状態の間でシステムがどのように振動しているのかを明らかにするために、過去40万年間の15の長期時系列をこれらの区間の近くに配置しています。その中には、65℃における夏の日射量の計算された変動(変数1)、陸氷の記録(変数2)、球状塵の記録(変数3,4)、表1に示された表層と海洋深部の循環の記録が含まれています。 (b)についてはKroopnick [1985]から、(c)についてはDuplessyら[1988]から、Broeckert19891によって再調査された地表面6r3Cデータ。CLIMAP プロジェクトメンバー [1981], Howard and Prell [1992] 及び Keffer et a]'' [1988]' からの地表データ。

5.3節で説明したように、我々の長い時系列の配列で観測された再スポンサーの大部分は 704 Imbrie et al. ミランコヴィッチ強制の線形反応 L.9ond:C Long Rocordn shortRecord(-A Horizontat lIc cradient4>ll verticat rlc cradiant7@ Polar Planklonfim Subpolar Plankton/(I'll Continental lce Sheetf Maximum westerliesV Vostok c Fig. 1. ミランコビッチの氷河と放射性物質のサイクルと連動した気候変動のモニタリング戦略. N-S断面に沿って作成された海洋堆積物の測定結果(a)は、今日の大気と海洋の流れの形状が、間氷期の状態にあるとき(b)の大気と海洋の流れの形状が、氷期の状態にあった前回の氷期最大値(c)とは大きく異なることを示している。これらの状態の間でシステムがどのように振動しているのかを明らかにするために、過去40万年間の15の長期時系列をこれらの区間の近くに配置しました。


図2. 単一の支配期間を持つ氷河-間氷期サイクルの時系列モデル。 モデルaとbでは、不特定の強制力に対するすべての変数の反応が位相を持っている。これにより、氷期(G)と間氷期(IG)の間のシステム全体の同時遷移と、s)rmmetricな状態系列IG-G-IC-C(r-S-r-g....)が得られる。 モデルcとdでは、1つの変数セット(y)の遅延相は、追加の前氷期(PG)と脱氷期(DG)の状態と、5対称的な状態系列IG-PG-G-DG (1-2-3-4...)をもたらす。これらの関係は、方形波(a, c)と正弦波(b, d)の両方の応答に対して保持されます。

その中には、65℃における夏の日射量の計算された変動(変数1)、陸氷の記録(変数2)、球状塵の記録(変数3,4)、表1に示された表層と海洋深部の循環の記録が含まれています。 (b)についてはKroopnick [1985]から、(c)についてはDuplessyら[1988]から、Broeckert19891によって再調査された地表面6r3Cデータ。CLIMAPプロジェクトメンバー[1981], Howard and Prell [1992], Keffer et a]'' [1988]'uJFFooJ(JEuJFz.^2a3ooUJFF6JoJ(. Imbrieら。このことから、観測された変動の多くは、間氷期・前氷期・氷河期と呼ばれる4つのエンドメンバー状態に基づいて記述することが可能であると結論づけた。

したがって、観測された変動の多くは、間氷期、前氷期、氷期、脱氷期と呼ばれる4つの末端メンバー状態の観点から記述することができると我々は結論付けた。その答えは、第5.4節にまとめられた主要な発見によって示唆されている。 この論文で調べた長い記録のほとんどでは、3つのサイクルすべてにおいて、相スペクトルの主要な特徴は同じである。すなわち、氷量をリードする初期の応答群と、氷量と同調しているか、やや遅れている後期の応答群である。

このような初期応答は、我々の長期観測データでは表現されていないが、前回帰帯と斜交帯の応答の位相から、これらの応答は北緯高緯度で発生したに違いないことが明らかになった(6.3節)。 このモデルでは、海のヒートポンプとしての役割を強調し、暖水から冷水への転換が起こる2つの異なる経路を明らかにしています。

変換の一部は北大西洋の開放水域で発生し、一部は北欧海のより限定された水域で発生する(アイスランド、ノルウェー海、グリーンランド海[Hurdle,1986; McCartney,19921]という用語を使用する)。これらの経路は、(1)北大西洋の外洋対流(,, borealheat pump")と(2)北欧海から大西洋盆地への中間水の溢流(,, Nordicheat pump)である。 Lehman and Keigwin [Lg92a, b]は、これらの経路をグローバル・コンベヤー循環の上ベルトと下ベルトと呼んでいますlBroecker, 1g90]。

我々は、705MODEL STATE SYSTEM PHASEIGIGJIGI@@TIME 9:T:;i:, @図2を変化させるシステムを想定している。 1つの支配的な期間を持つ氷河-間氷期サイクルの時系列モデル。 モデルaとbでは、不特定の強制力に対するすべての変数の反応が段階的である。

これにより、氷期(G)と間氷期(IG)の間のシステム全体の同時遷移と、s)rmmetricな状態系列IG-G-IC-C(r-S-r-g....)が得られる。 モデルcとdでは、1つの変数セット(y)の遅延相は、追加の前氷期(PG)と脱氷期(DG)の状態と、5対称的な状態系列IG-PG-G-DG (1-2-3-4...)をもたらす。これらの関係は、方形波(a, c)と正弦波(b, d)の両方の応答に対して保持される。 補足資料 (13)



図3. 一般的なミランコビッチ氷河サイクルのプロセスモデルは、気候変動が伝播する主な経路を示しています。図2の単純なモデルとは異なり、実際の氷期-間氷期サイクルは複合的なものであり、似たような相進行を持つ23年サイクル、41年サイクル、100年サイクルの合計である。上4枚:北欧海(NOR)、アトランティック海、南極海(AA)のN-S断面図。表層・地下循環の重要な要素と、氷河サイクルの異なる状態での海氷・氷床の形状を示す。 全球反転循環(北大西洋ヒートポンプ)の強さを線の太さで示す。暖水から冷水への変換は、この流れの2つの分岐で起こる。(1) 北大西洋ヒートポンプ(北大西洋の外洋対流)と(2) 北欧ヒートポンプ(北欧中間水域のオーバーフロー)である。南極・大西洋での風・密度駆動型の転覆の強さは、流線関数の等値線で示されている。下図:このモデルを構築するために用いられた観測された位相パターン(図10)の概要。23km帯と41km帯では、北緯65度の6月放射が強制力(破線のベクトル)であり、100km帯では、海洋転覆モードのシフトが強制力となっている。

堆積物コアK708-001の年代モデル(specmap.019) データ2000年1月 アンドリュー・マッキンタイア - ジョン・D・インブリー 堆積物コアV30-97の安定同位体(specmap.011 データ2000年1月 アンドリュー・マッキンタイア - ジョン・D・インブリー 堆積物コアK708-001からの海面水温の再構成(specmap.037) データ2000年1月 ジョン・D・インブリー 堆積物コアV19-30の年代モデル(specmap.025, specmap2.023 データ1998年1月 ジョン・D・インブリー - ニコラス・J・シャックルトン 堆積物コアCH82-24の年代モデルとカドミウム/カルシウム比(specmap2.039) データ1997年1月 ジョン・D・インブリー - エドワーズ・A・ボイル 堆積物コアCH82-24の年代モデル(specmap2.026) データ1997年1月

ジョン・D・インブリー - エドワーズ・A・ボイル 堆積物コアK11の年代モデル (specmap2.029) データ2005年1月 ジョン・D・インブリー - トーマス・B・ケロッグ - ジャン・クロード・デュプレッシー - ニコラス・J・シャックルトン - SPECMAP 堆積物コアCH82-24の安定同位体 (specmap2.017) データ1997年1月 ジョン・D・インブリー - エドワーズ・A・ボイル 堆積物コアK11における底生有孔虫のd18O (specmap2.019) データ2005年1月 ジョン・D・インブリー - トーマス・B・ケロッグ - ジャン・クロード・デュプレッシー - ニコラス・J・シャックルトン - SPECMAP 堆積物コアRC27-61の年代モデル(specmap2.020 データ1997年1月 ジョン・D・インブリー - スティーブン・C・クレメンス - ウォーレン・L・プレル 堆積物コアV19-30の安定同位体 (specmap2.007) データ1997年1月 ジョン・D・インブリー - ニコラス・J・シャックルトン 堆積物コアELT49.018-PCの安定同位体 (specmap2.006) データ1997年1月 J. D・ヘイズ - ジョン・D・インブリー - ニコラス・J・シャックルトン 堆積物コア81-552Aの年齢モデルと安定同位体(specmap2.013 データ1997年1月 モーリーン・E・レイモ 引用元 (885) 参考文献 (173)




図4. 循環モードのモデル. (a) 氷河期から間氷期への移行の原因として、海洋-大気システムの大規模な再編成を挙げたモデル。氷期状態は、NADWの生産と大西洋からの輸送が比較的遅い安定した循環モードを反映している。 このモードの変化は、氷床や海面とは無関係な軌道上の塩分濃度の変化によって引き起こされている可能性がある。 (b) 海洋転覆のワンポンプからツーポンプへの変化として、この再編成を同定したモデル(本論文)。 このモードの切り替えは、軌道上での塩分濃度の変化によって駆動され、それは風場、氷床縁、海面のわずかな変化と関連している。 (c) 北欧と北半球のヒートポンプの複合作用による全球転覆の速度。 北欧ヒートポンプが作動した後、氷床の影響を強く受けた風が北欧ヒートポンプの駆動を継続している脱氷初期には、現在よりも急激に転覆が進みます(太平洋深層水の換気年代の観測結果と一致します)。

... さらに、2014年末のモデルの初期状態を、氷床全体の観測データと比較して評価した(図5)。氷の厚さ(Morlighem et al., 2017)と水平面速度マグニチュード(Joughin et al., 2016)の観測データと比較して、モデル化されたデータの二乗平均平方根誤差(RMSE)を計算する。診断値は、誤差推定値の空間的相関を減らすためにサブサンプル化されたデータに対して計算され、異なるオフセットに対する中央値を示す。

... ... 初期状態は、現在の条件のデータ同化によって定義される。観測された表面速度(Joughin et al., 2010(Joughin et al., , 2016)は、氷床の底面摩擦係数を推論するために使用されます。幾何学的入力はBedMachine v3(Morlighem et al., 2017)であるが、適切な氷床を取り囲む氷河や氷冠を除いたものである。

... ... Ice Sheet System Model (ISSM; Larour et al., 2012)は、BedMachine v3ジオメトリ(Morlighem et al., 2017)と観測された表面速度(Joughin et al., 2016(Joughin et al., , 2017)を用いて、基底摩擦係数を反転させて現在の条件に初期化されています。

メッシュの解像度は、流れの速い出口氷河や予測後退が発生する地域では500mから、流れの遅い内陸部では25kmまで変化します。... グリーンランド氷床の将来の海面寄与:ISMIP6のマルチモデルアンサンブル研究 記事 フルテキストが利用可能 2020年9月 ハイコ・ゲルツァーソーフィー・ノヴィッキアンソニー・J・ペイン ミチエル・ローランド・ファン・デン・ブローク ビュー ... ミトコンドリアDNA制御領域における普遍的な単位突然変異率は、魚種によって異なるため、個体群拡大時期の計算式に適した普遍的な単位突然変異率は存在しない(Donaldson and Wilson, 1999; Iwamoto et al., 2012; Kwan et al., 2012; Winkelmann et al., 2013)。

本研究では、このような個体群拡大イベントが発生した時期を、氷河期(鮮新世後期または更新世後期)の時間窓である77012年から154025年(τ=7.424; 単位突然変異率=5%-10%/100万年)の間で変化させた(Imbrie et al. 我々が推定した個体群拡大時期は、グループ1では26421年から52842年(τ=2.547;後期更新世)、グループ2では57624年から115249年(τ=5.555;後期更新世)に拡大した。

... さらに、関連する研究(Dynesius and Jansson, 2000;Song et al. 2014;Zhang et al. 2019)に基づく個体群拡大時期の推定値に関しては、最初の可能性の方がより合理的である。推定はいずれも後期更新世(Imbrie et al. しかし、全体の個体群拡大時期はもっと遠い鮮新世後期である可能性がある(Muss et al., 2001) ... ... しかし、全個体群の人口拡大時期は、はるかに遠い鮮新世後期になる可能性がある(Muss et al., 2001)。過去100万年の間に、地球の気候は変動を伴う一連の氷河-間氷期の変化を経て、約10万年ごとに発生し、海面の劇的な変化をもたらした(Imbrie et al.,

1992;Lambeck et al., 2002)。生物個体群は複数回の拡大イベントを経験している可能性があり、拡大イベントの分子シグナルは最後の一回を除いて保持することは困難であった。... ミトコンドリアDNA制御領域のシークエンスによる中国沿岸域におけるシラコガネムシの集団遺伝学的解析 記事 2020年6月 中国海洋大 張暁明 天翔高 劉英英


図5. 層序と年表。 本論文で調査した各深海コアの6180記録(単位:mil)は、Prellら[1986]でth; SPECMAPstackとして定義された層序基準である変数2と相関関係にある。この相関関係は、特徴的な事象を整列させることによって達成され、基準に採用されている年表(この場合、Imbrieら[19g4]の年表)がどのような年表であっても、各コアに反映される。









図6 過去15万年の気候変動のパターン 過去15万年の気候変化のパターン。各時系列の解釈が間氷期状態への変化を正の意味で上向きになるように、右図に示した観測の符号を必要に応じて反転させている(表1)。 例えば、変数20については、曲線の上方へのシフトは、南極の深海が太平洋よりも豊かになっていることを意味します。 終着点IとIIでの広範囲にわたる正の過渡現象は、第1期と第5期の間に、一般的に完全な間氷期の値に近い状態に導く。 この同期パターンは、図2aの2つの状態のモデルに適合する。 しかし、負の遷移は、陰影によって強調された2つの異なるパターンを示している。変数19、18、7、8は、ステージ5eの終わり近くで負の値に向かって決定的に移動し、「短い間氷期」をもたらすのに対し、グローバル6180指数と変数17、5、14、16は、ステージ4で終わる「長い間氷期」を持つ。 この進行性遷移のパターンは、図2cの4段階モデルに適合しています。スペクトル解析では、"shorf, "と "longing "パターンは100年周期の初期と後期の相として現れ、変数20の相は中間の位置にある。 したがって、ここに表示されている時系列は、実際にはこの位相の順序である(表2)。


図7  第四紀後期の気候変動パターン。 観測値はクリマイト系の位置によってグループ化されている。r3Cを含む時系列の縮尺は変数8, 9, 10, 17, 20で同じである;その他の変数については、過去150年の各変数の範囲がほぼ同じになるように因子が任意に調整されている。 プロットの規則は図6の通りで、表1の説明書による。 3つの例外(変数V-1、V-2、および3)を除いて、各時系列の年表は6180層序によって固定されている(図5)。これは、氷床によって操られた風が表層(変数5)と地下水(変数14、16)に強力な制御を及ぼす海洋のサイトでも同様である。 いくつかの記録では、明確な「短い間氷期」パターンを示している。 南大洋SST(変数 ? )、海洋貯水層間の炭素の分配を反映した613Cの2つの記録(変数8, g)、大気中のCO2のVostokの記録である。Vostokの2つの記録(V-1, V-2)の年表は、ダスト[Petit et al., 1990]と大気-6r8O[Sowers et al., 199lJ]と海洋6180年の記録との相関によるものであり、変数3のhilhronoftgrは海洋6180年の記録から独立しており、天文学的時系列に調整されていない。


図.8.  20 年の長周期気候系列(400ka>t >0ka)の鉛直密度スペクトル。すべての記録は 100, 41, 2! パネル1-20の実線は分散密度スペクトルから計算した全振幅のスペクトルである。6180(変数2)については、パターン化された領域は、放射線(変数1)とコヒーレントな割合を示し、その他の変数については、パターン化された領域は、6180とコヒーレントな割合を示している。破線の点線(パネルL)は、放射線曲線の包絡線のスペクトルを示しています。曲線Band C(左上)は、図9で使用したバンドパスフィルタの周波数応答関数である。



図9a. 23年周期の気候循環。各時系列の23 kyr成分を図8で説明したバンドパスフィルタで抽出し、正規化し、6180(変数2)に対する平均位相差(.)に応じてy軸上に配置した。 360"/23 kyrの傾きで描かれた線は、記録を整列させるために使用される 6180 の局所的な変化に対して、局地的な気候応答が系内で系統的に進行していることを示している(図 5)。位相を揃えて重ね合わせた場合(下段)、この進行波は強制力と一致していることがわかる(表2)。 点線の曲線は、周期的コンボルーション積分のIjVo以上が外挿しデータに基づいている区間を示す。フェーズホイール(右)では、65'N(Q)の6月最大日射量を基準に気候変数をプロットしています。


図9b. 41年周期の気候循環。各時系列の41 kyr成分を図8で説明したバンドパスフィルタで抽出し、正規化し、6180(変数2)に対する平均位相差(度)に応じてy軸上に配置した。破線は360"/4L kyrの傾きを持つ。 他の特徴は、図のga


図10. 軌道・放射・気候周期の位相。6180と一致する1Lの気候変数のフェーズを短いベクトルで示した。これらは2つのグループに分類され、それぞれのグループで応答の進行は統計的には3つの周期すべてで同じである(表2)。 初期の反応群は氷量に先行している。 初期のグループは氷量に先行しており、初期のグループは氷量に先行しており、後期のグループは氷量に先行しているか、あるいはわずかに遅れている。23回帰と41回帰の初期応答Bの位相から、放射の緯度パターンに関連した重要な結論を導き出しました。 これらのデータには記録されていないが、この渦への初期再スポンサードは北半球の高緯度で発生しているはずである。 フェーズホイールの零点は、100K齢の偏心周期の最大値、41K齢の斜行周期の最大値、23K齢の偏移指数周期の6月近日点に任意に設定されている。各位相輪の破線のベクトルは、これらのゼロに対する氷体積(6180)周期の平均位相を記録したものである。実線のベクトルは、他の気候変数の平均位相を 6180 で示している。箱で囲んだベクトルは、2つの緯度での夏の日射量の最大値の位相を示す。 冬の放射の最大値。


図11 北極海と隣接する北欧海の循環と水塊構造の模式図 北極海とそれに隣接する北欧海の循環と水塊構造の模式図(Aagaardet al., 19851). 北大西洋の深部は、アイスランド湾で冬の対流によって形成された水によって換気され、中深部に沈み、デンマーク海峡を通過する。 ここでは、このジャイリーの塩分濃度が軌道上で強制的に変化してオーバーフローを調節していることを示唆している。 現在、東グリーンランド海流(D)で北極海を出た淡水は、グリーンランド(G)やアイスランド(H)の6流域の近くを通過しています。この流れに対するp-Eや海氷の寄与の変化が一つの変調メカニズムとして考えられます。


図12. グリーンランド海北部における北欧初期脱氷イベントの海洋記録 lJones and Keigwin, 1988; Jones, 19911. AMS raC年代測定コアPS21295-4に含まれるプランクトンフォラムの6r8O組成から、放射性炭素15,200年前に北欧海に軽融解水が氾濫したことが示唆される。この現象は、バレンツ海の大陸棚を占めていた氷床が急速に崩壊したものと解釈される。暦年の時間スケールは、E. Bardによる校正であり、主にBard et al. [1990a]のデータに基づいている。

 
図14' 23年周期と41年周期のシステムモデル。このモデルでは、放射線に対する局所的な反応が系内を通過する速度を制御する慣性の源を特定しようとしている。-Cii-uteは、サブシステムSの連鎖としてモデル化され、それぞれが遅延dまたはtffi .onstunt ? 放射線に対する初期応答は連鎖を介して伝搬し、各ステップdと周波数fの位相遅れは2nfd、すなわちアークtan znfTとなる。 この位相ラグは連鎖に沿って累積されて、ent-ire ph.ale sequen*.を得ます。フィードバックループを破線で示す。エラーバーの範囲内では、モデルシーケンスは観測された応答Rz、Rs、Raと一致している(表2)。

ビュー 抽象的な表示 ... 鮮新世中期には、表層動物の量が増加した(図 16)。中期更新世遷移(MPT)は、地球上の氷量の変動が41 kyr周期で制御されていたものから100 kyr周期へと変化する気候周期の変化を示す(Hays et al., 1976;Pisias and Moore, 1981;Imbrie et al., 1992;Raymo and Nisancioglu, 2003;Elderfield et al., 2012)。海面振幅は更新世中期に増加し、125mも低下した(Miller et al., 2005)。 アフリカ南西棚の第四紀有孔虫と軟体動物群集 記事 フルテキストが利用可能 2020年1月 パラオントールエレクトロン ユージン・ベルグ ジョン・S・コンプトン ビュー ... 南ヨーロッパでは、温帯落葉植物もまた、中新世中期に拡大した(Brewer et al., 2017;Collins et al., 2012;Davis et al., 2015;Prentice et al., 1996)。1996)、この時期の夏の冷涼化と湿潤化を示唆しているが、この地域の大部分(Davis and Brewer, 2009;Davis et al. 中新世中期以降、夏の日射量の減少(Imbrie et al. 1992)と地球の緯度温度と日射量の勾配の弱まり(Davis and Brewer, 2009)を受けて、気候は北ヨーロッパでは冷え込み、南ヨーロッパでは概ね温暖化した。地中海沿岸の土地では、森林の拡大は氷河期の休養地までの距離に制限されず、水分量が許容される場所では、始新世初期に急速に森林が発達したか、あるいは後期氷期にはすでに発達していた(例えば、... 古環境研究における陸域植物微細化石、花粉、微粉炭、フィトリス」への補遺。過去100万年の植生・火災・気候変動の包括的理解に向けて」 [Revue de Micropaléontologie 63 (2019) 1-35] 記事 2020年5月 A.L.ダニアウ ステファニー・デスプラット ジュリー・C・アレマン ドゥニア・H・ウレゴ ビュー ... 一時的な歴史的障壁は、多くの熱帯海洋無脊椎動物種の中で現在の重要な個体群構造の原因となっている可能性が高い(例えば、Felder and Staton 1994;Laurenzano et al. 2016)。更新世の氷河期を通じて、23,000年前、41,000年前、および100,000年前に近い時期に、北米の陸地で氷床の拡大と後退が繰り返された(Imbrie et al. 1992;Harrison 2004;Rodríguez-Rey et al. 2014)。いくつかの種の個体群が生き残ったのは、長生きした浮遊性幼虫が極端な条件の少ない低緯度地域に脱出することができたからである(Addison and Hart 2005; Rodríguez-Rey et al., 2014)。 西大西洋に共存する3種のマングローブガニの比較遺伝的分化研究 記事 2019年12月J NAT HIST ラクエル・ブラネリ フェルナンド・L・マンテラット ビュー 抽象的な表示 ... 私たちが観測した 18 O と海面高度の強制力に対する応答(図 2)に基づいて、私たちは、大規模な氷床(例えば、オリゴ新世-中期中新世の EAIS;過去 2.55 Ma のローランタイド氷床(LIS))が、第四紀で既に指摘されているように、最初は、年差強制や傾斜強制によるミランコビッチの変化に直接反応したことに注目しています(74)。私たちは、これらの氷床は、大きな氷床そのものの大きさによって新しい状態に蹴り出され(図1、2)、その大きさのために、異なる強制力に反応したことを示唆しています。... 深海の地球化学的記録と大陸縁の記録から見た新生代の海面と氷床圏の進化 記事 フルテキストが利用可能 2020年5月 ケネス・G・ミラージェームズ・V・ブラウニング ウィリアム・シュメルツ ジェームズ・D・ライト ビュー

抽象的な表示 ... 逆に、このモデルは現在の暖冬期の多くの側面をシミュレートすることができる(図1 & 3):顕著な例外として、氷と海面水温に関連した蠕動誤差がある(下記参照)。このことは、軌道形状やフィードバック機構(Imbrie et al., 1992;19932006)が似ていても、自動的に似たような気候になるわけではないことを示唆している。このように、おそらく、全新世とMIS 11の間には重要な違いがあります。 古気候の統計モデルを用いた氷河ダイナミクスとステージ11パラドックスに関する仮説の検証 プレプリント フルテキストが利用可能 2020年5月 ロバート・K・カウフマンフェリックス・プレティス ビュー 抽象的な表示 ... ミランコビッチ周期としても知られている、軌道の後退、斜度、偏心の振動的変化の痕跡は、新生代以降のほぼすべての十分に分解された古気候記録に見られる。因果関係のメカニズムについては意見が分かれているが(阿部・大内ら、2013)、軌道強制は更新世後期の氷河-間氷期サイクルのペースを合わせていたことがよく知られている(Imbrieら、1992)。また、気温や水文気象の地域的な変化の記録からも、前置性(19,23km 周期)と斜行性(41km 周期)に関連した短期的な変動性(Caley et al. メタン、モンスーン、千年単位の気候の変調 記事 フルテキストが利用可能 2020年04月GEOPHYS RES LETT カウスタブ・ティルマライスティーブン・C. クレメンスジャドソンW.パーティン ビュー ... これは、金星の初期の自転と斜位についての直接的な情報がないことと、衝突が地球惑星の初期の自転史において重要な役割を果たしている可能性が高いという事実によって制限されている(例えば、Dones & Tremaine, 1993;Lissauer & Kary, 1991)。地球上では、利用可能な場合には、地質学的データと組み合わせた動的モデルを用いていくつかの制約を得るための様々な手段が存在する(例えば、Haysら、1976;Imbrieら、1992;Matthewsら、1997;Olsenら、2019;Pälike & Shackletonら、2000;Pälikeら。2004;Park & Herbert, 1987;Petitら, 1999)、火星についても同様のことを行うささやかな成功があった(例えば、Cutts & Lewis, 1982;Biersonら, 2016;Byrne, 2009;Dicksonら, 2015;Laskarら, 2002Laskarら, , 2004)。地球については、追加の制約は月によって提供され、それは地球の自転の進化に予測的に影響を与え、その歴史の中で斜行を減衰させてきた(Lissauer et al., 2011;Zahnle & Walker, 1987) ... 金星のハビタブル気候シナリオ. 金星の時間を通じた金星のモデル化と、ゆっくりと回転する金星に似た太陽系外惑星への応用 記事 2020年4月 マイケル・J・ウェイ アンソニー・D・デルジェニオ ビュー 抽象的な表示 古気候モデリング 章 2000年1月 P. バルデス ビュー もっと見る プリミスプレーヤーのプレースホルダ

広告 お勧め もっと見る プロジェクト アールジオガイド ナディーン・ティスラ=ラボーデ パスカル・ルミニエ E. P・アヒターベルク[...] マキシ・カストリェホ・イリドイ プロジェクトを見る プロジェクト 微古生物学 ティナ・トゥラシー モハン・クーパサミー ラシック・ラヴィンドラ[...]ラジェッシュ・K・ウッタム 底生有孔虫-ガスハイドレート-海底堆積物-カスケディア海溝-北東太平洋 プロジェクトを見る プロジェクト マルチスケールモンスーンの変動とダイナミクス ユビンサン スティーブ・C・クレメンスZhisheng An 地殻スケールのモンスーンの進化とチベットの成長と地球規模の気候変動との関連性 天文と氷河の強制に対するオルティバルスケールのモンスーンの応答 千年単位のモンスーンの変動... 詳細はこちら プロジェクトを見る プロジェクト 底質Nのフラックス ジョン・B・カークパトリック イワン・ヴァリエラ K. H. フォアマン[...] エミリー・ウォルシュ プロジェクトを見る 記事 主要な氷河サイクルの構造と起源について. 1 エドワード・A・ボイル スティーブ・C・クレメンス・ダッフィー ウィリアム・R・ハワード 海洋特性の時系列データは、全球の氷の量を測定し、過去40万年間の風駆動循環と密度駆動循環の主要な特徴をモニターするものである。23,000年、41,000年、10万年に近い周期のサイクルが、この気候の物語を支配している。この物語を時系列の地理的配列で調べると、それぞれの気候振動の位相が進行していることがわかる。[抄録全文を表示]続きを読む 記事 フルテキストが利用可能 主要な氷河サイクルの構造と起源について 2. 10万年サイクル 1993年12月 - 古海学と古気候学 J. インブリー エドワード・A・ボイル J.R.トグワイラー[...] アンドレ・ベルガー 過去100万年の気候は、23,000年、4,1000年、100,000年に近い周期の氷河サイクルに支配されてきた。ミランコビッチ理論の線形版では、この2つの短い周期は、偏移と斜交によって駆動される日射周期の応答として説明することができる。しかし,10万年の放射サイクル(偏心の変動に起因する)は,振幅が小さすぎ,また,偏心の変動が大きすぎるために,日射周期の変化を説明することができない.[Show full abstract]全文を見る 記事 フルテキストが利用可能 ミランコビッチ強制に対する線形応答 J. インブリー エドワード・A・ボイル スティーブ・C・クレメンス[...] ラリー・ピーターソン 全文を見る 記事 フルテキストが利用可能 更新世気候の軌道説.海洋デルタ18Oの年表改訂版からの支持 1984年1月 J. インブリー J. D. ヘイズN. J. シャックルトン[...] ダグラス・G・マーティンソン 5つの深海コアにおけるδ18Oの観測は、過去780000年の地質学的時間スケールを構築し、更新世氷河期の軌道理論を評価するための基礎を提供する。軌道強制の時間変化する振幅と同位体応答の時間変化する振幅との間には密接な関係があることが統計的に示されたことから、軌道変動が更新世氷河期の主要な原因であることが示唆された。[Show full abstract]全文を見る 最終更新日 05 Nov 2020 ResearchGateロゴ 出版物、研究者、質問を検索する 或いは 科目別の発見 研究者の募集 無料で参加する ログイン アプリストア 会社概要 私たちについて ニュース 採用情報 サポート ヘルプセンター ビジネスソリューション 広告 採用情報 2008-2020 ResearchGate GmbH. すべての権利を保有しています。 利用規約プライバシーポリシー著作権