中期更新世遷移:大気中のPco2の長期変化に対する特性、メカニズム、および影響

軌道強制力に大きな変化がない中での中期更新世における低周波、高振幅、準周期的(≥100-kyr)の氷河変動の出現は、気候システムの内部の根本的な変化を示している。 この中期更新世移行(MPT)は1250kaから始まり、700kaまでに完了した。 その発症は、北大西洋および熱帯海洋湧昇地域における海面温度(SSTs)の低下と、アフリカおよびアジアの乾燥度およびモンスーン強度の増加を伴っていた。 MPTの間に、長期的な平均氷量は徐々に≤50mの海面相当量増加したが、低周波氷量変動は100kaを中心とした100kaの小康状態を経験し、その後900kaの再出現を経験したが、狭い、永続的な100kaサイクルではなく、広いバンドのパワーとしてであった。 900kaでのさらなる変化は、これがMPTの間の重要な時期であることを示しており、80kyrの極端なSST冷却のイベントから始まり、部分的な回復とその後の長期的な北大西洋および熱帯海洋Sstの安定化、主に暖かい間氷期、永久的な亜極海氷カバーの喪失、太平洋Sstおよび全球の深海循環における低頻度の変動の出現に関連する南洋SSTの変動を増加させている。 900ka以来、氷床は一貫した低周波変動を示す気候システムの唯一の構成要素となっています。 海洋同位体ステージ11と12に関連する低周波パワーのほぼ普遍的な組織を除いて、他のすべてのコンポーネントは、軌道と氷床強制に対する高度に非線形

MPTの起源に関するほとんどの仮説は、おそらく大気中のpco2の減少によって引き起こされる長期的な冷却に対する応答を呼び出します。 しかし、これらの仮説のどれも、最も初期の北半球の氷床がMPTに続くものと同様またはより大きな領域を覆っていたという地質学的制約を説明していません。 MPTが氷量の増加と関連していることを考えると、この制約は、mpt後の氷床がMPT前の氷床よりも実質的に厚く、氷のダイナミクスに影響を与える氷床下条件の変化を示すことを必要とする。 このような氷の厚さの増加は,レゴリスの厚いマントルの氷河侵食によって結晶性の先カンブリアシールド岩盤が露出するにつれて起こったという仮説を支持する証拠をレビューした。 高摩擦基板のこの暴露は、軌道強制に対する応答の付随的な変化を伴って、より厚い氷床を引き起こした。 海洋炭素同位体データは、MPT中の海洋系における有機炭素の無機炭素への急速な移動を示している。 この炭素が地形源から来た場合、大気中のpco2の増加は可能性が高く、これは広範囲の冷却の証拠と矛盾しており、明らかに陸上源からの急速な炭素移動はレゴリスの漸進的な侵食と調和することは困難である。 有機炭素と栄養素(PCO2の上昇を緩和する)のより可能性の高い供給源は、MPTの間に氷床が肥厚し、シールレベルが落ちることに応じて、何百万年ぶりに完全に暴露された棚および上部斜面の海洋堆積物からである。 モデリングは、レゴリス侵食と結晶岩盤の結果としての暴露は、海洋SrとOs同位体の記録とよく一致して、長期的なケイ酸塩風化速度の増加を引き起こ 我々は、ケイ酸塩風化率のポストMPTの増加は、付随冷却がMPTを引き起こす上で重要なフィードバックされている可能性があることを示唆し、大気pco2を7-12ppm