médio Pleistoceno transição: características, mecanismos e implicações para alterações de longo prazo no atmosférica pCO2

O aparecimento de baixa-frequência e alta amplitude, quasi-periódicos (∼100-kyr) glacial variabilidade durante o Pleistoceno médio, na ausência de qualquer alteração significativa no orbital forçando indica uma mudança fundamental interno para o sistema climático. Esta transição Pleistocena média (MPT) começou em 1250 ka e foi completa em 700 ka. O seu início foi acompanhado por diminuições das temperaturas da superfície do mar (TSC) nas regiões de afloramento do Atlântico Norte e do oceano tropical e por um aumento da aridez Africana e asiática e da intensidade monosoonal. Durante o MPT, o volume médio de gelo a longo prazo aumentou gradualmente em ∼50 m equivalente ao nível do mar, enquanto que a variabilidade de baixo volume de gelo experimentou um lull de 100 kyr centrado em 1000 ka, seguido pelo seu reaparecimento ∼900 ka, embora como uma banda larga de potência em vez de um ciclo estreito e persistente de 100 kyr. Alterações adicionais em 900 ka indicar que este é um momento importante durante o MPT, começando com uma 80-kyr caso de extrema SST resfriamento, seguida pela recuperação parcial e posterior estabilização de longo prazo do Atlântico Norte e tropical oceano SSTs, aumentando Oceano Austral SST variabilidade principalmente associados com mais quente interglacials, a perda de permanente subpolar mar-cobrir o gelo, e o surgimento de baixa freqüência da variabilidade no Pacífico SSTs e global de um oceano profundo de circulação. Desde 900 ka, as placas de gelo têm sido o único componente do sistema climático a exibir variabilidade de baixa frequência consistente. Com a exceção de uma organização quase universal de potência de baixa frequência associada com as fases 11 e 12 do isótopo marinho, todos os outros componentes mostram uma distribuição inconsistente de energia no espaço de Frequência-tempo, sugerindo uma resposta do sistema altamente não linear ao forçamento orbital e do manto de gelo.

a maioria das hipóteses para a origem do MPT invocam uma resposta a um arrefecimento a longo prazo, possivelmente induzido pela diminuição do pCO2 atmosférico. Nenhuma destas hipóteses, no entanto, explica a restrição geológica de que as primeiras placas de gelo do Hemisfério Norte cobriram uma área semelhante ou maior do que as que se seguiram ao MPT. Dado que o MPT estava associado a um aumento no volume de gelo, esta restrição requer que as placas de gelo pós-MPT fossem substancialmente mais espessas do que as placas de gelo pré-MPT, indicando uma mudança nas condições subglaciais que influenciam a dinâmica do gelo. Revemos evidências em apoio à hipótese de que tal aumento na espessura do gelo ocorreu quando a rocha cristalina do Escudo Pré-Cambriano ficou exposta pela erosão glacial de um manto espesso do regolito. Esta exposição de um substrato de alto atrito causou placas de gelo mais espessas, com uma mudança na resposta ao forçamento orbital. Os dados do isótopo de carbono marinho indicam uma rápida transferência de carbono orgânico para o carbono inorgânico no sistema oceânico durante o MPT. Se este carbono veio de fontes Terri-azotadas, um aumento no pCO2 atmosférico seria provável, o que é inconsistente com evidências de arrefecimento generalizado, aparentemente rápida transferência de carbono a partir de fontes terrestres é difícil de conciliar com a erosão gradual do regolito. Uma fonte mais provável de carbono orgânico e nutrientes (o que mitigaria o aumento de pCO2) é a partir de sedimentos marinhos de plataforma e de alto declive, que foram totalmente expostos pela primeira vez em milhões de anos em resposta ao espessamento de placas de gelo e queda de sealevels durante o MPT. A modelagem indica que a erosão do regolito e a exposição resultante da rocha cristalina causaria um aumento nas taxas de tempo de longo prazo dos silicatos, em boa concordância com os registros marine Sr e Os isotopic. Usamos um modelo de ciclo de carbono para mostrar que um aumento pós-MPT nas taxas de tempo de silicato baixaria o pCO2 atmosférico em 7-12 ppm, sugerindo que o resfriamento resultante pode ter sido um importante feedback na causa do MPT.