Il Pleistocene medio transizione: caratteristiche, i meccanismi e le implicazioni per i cambiamenti a lungo termine atmosferica pCO2

L’emergere di bassa frequenza, di grande ampiezza, quasi-periodici (∼100-kyr) glaciali variabilità durante il Pleistocene medio, in assenza di qualsiasi cambiamento significativo nel orbitale costringendo indica un cambiamento fondamentale interna per il sistema climatico. Questa transizione del Pleistocene medio (MPT) iniziò 1250 ka e fu completata da 700 ka. Il suo esordio è stato accompagnato da una diminuzione delle temperature superficiali del mare (SST) nelle regioni di upwelling del Nord Atlantico e dell’oceano tropicale e da un aumento dell’aridità africana e asiatica e dell’intensità monsonica. Durante l’MPT, il volume medio di ghiaccio a lungo termine aumentò gradualmente di equivalent 50 m equivalente al livello del mare, mentre la variabilità del volume di ghiaccio a bassa frequenza sperimentò una pausa di 100 kyr centrata su 1000 ka seguita dalla sua ricomparsa 9 900 ka, sebbene come un’ampia banda di potenza piuttosto che un ciclo di 100 kyr stretto e persistente. Ulteriori modifiche a 900 ka indicare che si tratta di un momento importante durante il MPT, inizio con un 80-kyr caso di estrema SST di raffreddamento, seguito da un parziale recupero e la successiva stabilizzazione a lungo termine Nord Atlantico e dell’oceano tropicale sst (self service terminal, aumentando Oceano Meridionale SST variabilità associate più caldi interglaciali, la perdita del posto di subpolar la copertura di ghiaccio marino, e l’emergere di bassa frequenza variabilità nel Pacifico sst (self service terminal globale e profonda circolazione oceanica. Dal 900 ka, le calotte di ghiaccio sono state l’unico componente del sistema climatico a mostrare una costante variabilità a bassa frequenza. Con l “eccezione di un” organizzazione quasi universale di potenza a bassa frequenza associata con gli stadi isotopi marini 11 e 12, tutti gli altri componenti mostrano una distribuzione incoerente di potenza nello spazio frequenza-tempo, suggerendo una risposta del sistema altamente non lineare per orbitale e ice-sheet forzatura.

La maggior parte delle ipotesi per l’origine dell’MPT invocano una risposta a un raffreddamento a lungo termine, probabilmente indotto dalla diminuzione del pCO2 atmosferico. Nessuna di queste ipotesi, tuttavia, spiega il vincolo geologico che le prime lastre di ghiaccio dell’emisfero settentrionale coprivano un’area simile o più ampia di quelle che seguirono l’MPT. Dato che l’MPT era associato ad un aumento del volume di ghiaccio, questo vincolo richiede che le lastre di ghiaccio post-MPT fossero sostanzialmente più spesse delle lastre di ghiaccio pre-MPT, indicando un cambiamento nelle condizioni subglaciali che influenzano la dinamica del ghiaccio. Esaminiamo le prove a sostegno dell’ipotesi che un tale aumento dello spessore del ghiaccio si sia verificato quando la roccia cristallina dello scudo precambriano è stata esposta dall’erosione glaciale di uno spesso mantello di regolite. Questa esposizione di un substrato ad alto attrito ha causato strati di ghiaccio più spessi, con un conseguente cambiamento nella loro risposta alla forzatura orbitale. I dati degli isotopi del carbonio marino indicano un rapido trasferimento di carbonio organico al carbonio inorganico nel sistema oceanico durante l’MPT. Se questo carbonio provenisse da fonti terrigene, sarebbe probabile un aumento del pCO2 atmosferico, il che è incoerente con le prove di un raffreddamento diffuso, Apparentemente un rapido trasferimento di carbonio da fonti terrestri è difficile da conciliare con la graduale erosione del regolite. Una fonte più probabile di carbonio organico e sostanze nutritive (che attenuerebbe l’aumento di pCO2) proviene dai sedimenti marini di ripiano e pendenza superiore, che sono stati completamente esposti per la prima volta in milioni di anni in risposta all’ispessimento delle calotte glaciali e alla caduta dei livelli di tenuta durante l’MPT. La modellazione indica che l’erosione della regolite e la conseguente esposizione del substrato roccioso cristallino causerebbero un aumento dei tassi di alterazione del silicato a lungo termine, in buon accordo con i record isotopici marini Sr e Os. Usiamo un modello di ciclo del carbonio per dimostrare che un aumento post-MPT dei tassi di agenti atmosferici dei silicati abbasserebbe il pCO2 atmosferico di 7-12 ppm, suggerendo che il raffreddamento dell’addetto potrebbe essere stato un feedback importante nel causare l’MPT.