Die glaziale Zyklizität der Erde wurde oft auf Zeitskalen von 100.000 Jahren betrachtet, insbesondere für das Spätpleistozän (vor etwa 11.700 bis 129.000 Jahren), das zwischen Perioden ausgedehnter Polar- und Gebirgsgletscher-Eisschichten und wärmeren Zwischeneiszeitperioden wechselte, als sich Eisschichten und Gletscher zurückzogen. mit anschließendem Anstieg des Meeresspiegels. Es wird angenommen, dass dies mit drei Hauptfaktoren zusammenhängt, die die Menge der Sonnenstrahlung beeinflussen, die von der Sonne auf die Erde gelangt.
Unter der Bezeichnung „Milankovitch-Zyklen“ versteht man unter der Exzentrizität die Veränderung der Form der Erdumlaufbahn von kreisförmig zu eher elliptisch über Zeitskalen von 100.000 Jahren, während sich unter Schiefe die variierende „Neigung“ der Planetenachse zwischen 22,1 und 24,5 Grad über 41.000 Jahre (die zu den Jahreszeiten beiträgt) und die Präzession bezieht , was in einfachen Worten die Richtung ist, in die die Erdachse zeigt, und den Kontrast zwischen den Jahreszeiten auf einer Hemisphäre im Vergleich zu der anderen extremer machen kann.
Während der Exzentrizitätszyklus vermutlich ein wichtiger Faktor für glaziale/interglaziale Zyklen war, deuten neuere Forschungen darauf hin, dass sie stattdessen aus einer Reihe von Schräg- oder Präzessionszyklen resultieren könnten (insbesondere, da erstere bis vor 800.000 Jahren vorherrschten). Um diese Theorie zu testen, modellierten Bethany Hobart, Doktorandin an der University of California, und Kollegen die Auswirkungen des Gletscherendes auf 23.000- und 41.000-Jahres-Zyklen.
In a wurden drei Hypothesen vorgeschlagen Naturgeowissenschaften Veröffentlichung: 1) durch Exzentrizität erzwungene Präzession, wobei schwache Präzessionszyklen mit nahezu kreisförmigen Umlaufbahnen verbunden sind und daher die Sonneneinstrahlung im Sommer, die die Erdoberfläche erreicht, gering ist, was die Ansammlung von Eisschilden begünstigt; 2) die Vereisung endete alle zwei oder drei Schrägzyklen, also etwa alle 100.000 Jahre; oder 3) sowohl die Präzession als auch die Schräge trieben den Wechsel zwischen Vereisung und Interglaziation voran.
Das Forschungsteam kam zu dem Schluss, dass es tatsächlich der kürzeste Orbitalzyklus, die Präzession, zu sein scheint, der den größten Einfluss auf die glaziale Zyklizität in der Erdgeschichte gehabt zu haben scheint. Für das Spätpleistozän war es der Präzessionsantrieb in der nördlichen Hemisphäre im Sommer, der dazu beigetragen hätte, ein erhebliches Abschmelzen der Eisschilde zu begünstigen und die Eiszeit zu beenden.
Diese Erkenntnisse basierten auf Sauerstoffisotopen (dasselbe Element mit unterschiedlichen Atommassen), wobei die wärmeren Bedingungen die Verdunstung von leichterem 16O verursachen, wodurch das Wasser mit schwererem 18O angereichert bleibt, das dann in die Schalen von im Ozean lebenden Organismen eingebaut wird, z als einzellige Foraminiferen.
Die mikroskopisch kleinen Foraminiferen kommen in Sedimentkernen aus der Tiefsee vor. Analysen von Aufzeichnungen aus dem späten Pleistozän ergaben deutliche schnelle Abnahmen der 18O/16O-Verhältnisse, die auf Veränderungen der Tiefseetemperatur aufgrund von Eisvolumenschwankungen hinweisen.
Die Datierung der Orbitalveränderungen stützte sich auf Speläothem-Aufzeichnungen (Mineralablagerungen in Höhlen; Calcit-Stalaktiten sind ein Beispiel dafür) aus China, die ein Altersmodell für die letzten 640.000 Jahre ergaben. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Klimaveränderungen im Nordatlantik schnell auf Monsunregionen ausbreiten, wobei das Ende der Eiszeit mit schwächeren Monsunen einhergeht, sodass die Aufzeichnungen der Speläotheme als synchron mit den Eisaufzeichnungen angesehen werden können.
Durch diese Arbeit identifizierte das Forschungsteam neun glaziale Beendigungsereignisse, wobei die drei mit einem Sternchen markierten Ereignisse eine teilweise Beendigung der Eiszeit darstellen, während die übrigen einen vollständigen Übergang von glazialen zu interglazialen Bedingungen vollziehen. Die Präzessionszyklen unterscheiden sich deutlich zwischen den Gletscherabschlüssen, was Hobart und Kollegen durch den konkurrierenden Einfluss der Schiefe sowie der variablen Eisschildgröße zu Beginn jedes Zyklus erklärt werden könnte. Daher berechnen sie die Dauer zwischen den Zyklen zwischen 90.400 und 115.500 Jahren, wobei die deutlicheren Änderungen der Präzession ein klarer Indikator für die Empfindlichkeit der Eisschilde des Spätpleistozäns sind.
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Bethany Hobart et al., Spätpleistozäne 100-Kyr-Gletscherzyklen, die durch Präzessionsantrieb der Sommersonneneinstrahlung bestimmt werden, Naturgeowissenschaften (2023). DOI: 10.1038/s41561-023-01235-x
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