過去14万 年間の4つの氷床コアから得られた温度指標は、北半球におけるDO効果のより大きな規模を明確に示している。ダンスガード・オシュガー事象(しばしばD-O事象と略される)は、急激な気候変動であり、このような事象は最終氷期に25回発生した。一部の科学者は、これらの事象は1,470年の倍数で準周期的に発生すると述べているが、これについては議論がある。完新世における同様の気候周期性は、ボンド事象と呼ばれている。ダンスガード・オシュガーとは、古気候学者のウィリ・ダンスガードとハンス・オシュガーに由来する。
証拠
ダンスガード・オシュガー事象の最良の証拠はグリーンランドの氷床コアにあり、これは最後の間氷期であるエーミアン間氷期(約11万5000年前)の終わりまでしか遡れません。南極の氷床コアの証拠は、ダンスガード・オシュガー事象が、両半球の気候の結合、すなわち極シーソーによって、いわゆる南極同位体極大と関連していることを示唆しています。[ 1 ]この関係が以前の氷期にも当てはまる場合、南極のデータは、DO事象が以前の氷期にも存在していたことを示唆しています。残念ながら、現在のグリーンランドの氷床コア記録は、最も最近の氷期までしか及んでいないため、グリーンランドの氷から以前の氷期のDO事象の直接的な証拠を得ることはできません。しかし、スティーブン・バーカーとその同僚の研究により、既存のグリーンランドの記録は、南極の氷床コア記録から導出することによって再構築できることが示されています。これにより、約100万年にわたる南極氷床コアの記録から派生させることで、より古いグリーンランドの記録を再構築することが可能になる。[ 2 ]
効果
北半球では、通常数十年という短期間で急速な温暖化が起こり、その後、より長い期間にわたって徐々に寒冷化が続きます。例えば、約11,500年前、グリーンランド氷床の平均年間気温は40 年間で約8℃上昇し、5年ごとの3段階に分かれました[ 3 ] 。30~40年で5 ℃の変化 がより一般的です[ 4 ] 。DOイベントによる温暖化は、グリーンランドの氷床コアに記録されたDOイベントと時系列的に一致する鍾乳石の酸素同位体変動によって示されるように、さらに南の中央北アメリカにも及んでいます[ 5 ] 。ヨーロッパにおけるDOイベントの影響は、ティサ川のような河川系の流量と堆積パターンの変動によっても記録されています[ 6 ]。
ハインリッヒ現象はDO温暖化の直前の寒冷期にのみ発生するため、DOサイクルがこれらの現象を引き起こしたり、少なくともその発生時期を制限したりする可能性があると示唆する人もいる。[ 7 ]
DOイベントの経過では、急速な温暖化の後、数百年続く寒冷期が見られる。[ 8 ]この寒冷期には極前線が拡大し、氷が北大西洋をさらに南下する。[ 8 ]
DOイベントは、大気中の二酸化炭素濃度を約5 ppm程度わずかに増加させるとも考えられている。[ 9 ] [ 10 ]
DOイベント中、フローレシアの鍾乳石記録には正のδ 18 O変動が見られ、これはそのようなイベント中にインドネシア・オーストラリアモンスーンが弱まっていることを示している。[ 11 ]
DOイベントの影響は北アンデスでも観察されており、最終氷期前のDOイベントは植生の変化に対応していたことが示されている。[ 12 ]
原因
氷床コアに記録されているこれらの事象のタイミングと振幅の背後にあるプロセスは、依然として不明である。南半球のパターンは異なり、温暖化は緩やかで、気温の変動ははるかに小さい。実際、ボストーク氷床コアはグリーンランドのコアよりも前に掘削されており、ダンスガード・オシュガー事象の存在は、グリーンランド(GRIP / GISP 2)のコアが完成するまで広く認識されていなかった。その後、これらの事象が何らかの理由で「見落とされていた」かどうかを確認するために、ボストークのコアが再調査された。
約4万年前のコアのクローズアップ画像 。コア間の再現性を示している。これらの現象は、北大西洋の循環の変化を反映しているようで、淡水の流入[ 8 ]または雨[ 13 ]によって引き起こされた可能性がある。
これらの現象は、太陽強制力の増幅、あるいは地球システム内部の原因によって引き起こされる可能性がある。例えば、ハインリッヒイベントで想定されているように、氷床が質量を蓄積しすぎて不安定になる「大量放出」サイクル、あるいは深層海流の振動などが挙げられる(Maslin et al. 2001, p25)。
これらの現象は、氷床の大きさの変化[ 14 ]と大気中の二酸化炭素の変化[ 15 ]に起因すると考えられています。前者は、北半球の偏西風、メキシコ湾流、海氷系を変化させることで、大西洋循環の強さを決定します。後者は、中央アメリカを横断する大気中の淡水輸送を調整し、北大西洋の淡水収支、ひいては循環を変化させます。これらの研究は、氷量と大気中のCO2に関連したAMOCの双安定性(急激な気候変動の「スイートスポット」 )の「DOウィンドウ」 [ 16 ]の存在を以前に示唆したことを裏付けており、更新世後期の中間的な氷河条件下でDO型イベントが発生したことを説明しています。
タイミング
ダンスガード・オシュガー事象の影響は主にグリーンランドから採取された氷床コアに限定されているが、[ 17 ] DO事象が世界的に同期していたことを示唆する証拠がある。[ 18 ]アメリカのGISP2同位体記録のスペクトル分析[ 19 ]では、約1500年前に[ 18O : 16O ]存在量のピークが示された。これはシュルツ(2002) [ 20 ]によって1470年の規則的な周期であると提案された。この発見はラームストルフ(2003)によって支持された。[ 21 ] GISP2コアの直近50,000年だけを調べると、トリガーの変動は±12%(おそらく日付が最も正確な直近5つの事象では±2%)である。
しかし、GISP2 コアの古い部分はこのような規則性を示さず、GRIP コアの同じイベントも同様です。これは、 GISP2 コアの最初の 50 kyr が層数えによって最も正確に年代測定されているためかもしれません。トリガーに対する気候システムの応答は、周期の 8% 以内で変動しています。地球システム内の振動は、周期がはるかに不規則であると予想されます。Rahmstorf は、非常に規則的なパターンは軌道周期を指し示すだろうと示唆しています。そのような原因は特定されていません。最も近い軌道周期である 1,800 年の月の周期は、このパターンと調和しません。[ 21 ]ヨーロッパの GRIP 氷床コアとアメリカの GISP2 氷床コアの年代は、50,000 年 BP で約 5,000 年異なります。これは Ditlevsen らによって指摘されました。 (2005) [ 22 ] GISP2アイスコアで見つかったスペクトルピークはGRIPコアには存在せず、年代測定の精度に大きく依存していた。年代測定の問題はNGRIPコアの正確な年代測定によってほぼ解決された。[ 23 ]この年代測定を用いると、ダンスガード・オシュガー現象の再発はノイズ誘発ポアソン過程と一致するランダムなものである。[ 24 ]
DOサイクルは独自の時間スケールを設定する可能性がある。Maslinら(2001)は、各氷床には独自の安定条件があるが、融解時に流入する淡水は海流を再編成するのに十分であり、他の場所での融解を引き起こすと示唆した。より具体的には、DO寒冷イベントとそれに伴う融解水の流入は、北大西洋深層水(NADW)の強度を低下させ、北半球の循環を弱め、その結果、南半球で極方向への熱の移動が増加する。この温暖な水は南極の氷を融解させ、それによって密度成層と南極底層水(AABW)の強度を低下させる。これにより、NADWは以前の強度に戻り、北半球の融解、そして別のDO寒冷イベントを引き起こす。
この理論は、ハインリッヒイベントとDOサイクルとの明らかな関連性も説明できるかもしれない。海洋における融解水の蓄積が一定の閾値に達すると、海面が上昇してローレンタイド氷床を浸食し、ハインリッヒイベントを引き起こしてサイクルをリセットする可能性がある。
約400~200年前の小氷期は、DOサイクルの寒冷期であると解釈する人もいる。[ 8 ]
歴史
現在ダンスガード・オシュガー現象として認識されている氷床コアの信号は、振り返ってみると、キャンプ・センチュリー・グリーンランド・コアだけでなく、元のGISPコアにも見られる。[ 25 ]しかし、氷床コアが作られた当時は、その重要性は指摘されていたものの、広く認識されていなかった。ダンスガードら(AGU地球物理学モノグラフ33、1985)は、GRIPコアにおけるδ18O信号の「激しい振動」としてその存在を指摘し、1,400 km(870マイル)離れたキャンプ・センチュリー・コアのイベントと相関しているように見えることから、広範囲にわたる気候異常に対応している証拠を提供している(キャンプ・センチュリー・コアのみでは、局所的な変動であった可能性がある)。ダンスガードらは、これらは大気海洋システムの準定常モードに関連している可能性があると推測している。DOイベントは、人類の進化と拡散に影響を与えてきた「サハラポンプ」を駆動する傾向がある。
完新世にも周期性が見られ、これらの出来事はボンドイベントと呼ばれている。[ 26 ] [ 27 ]
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