Нарушение среднего миоцена
Среднемиоценовый климатический переход ( MMCT ) — относительно устойчивый период климатического похолодания, который произошел примерно в середине миоцена , примерно 14 миллионов лет назад (млн лет назад), во время лангийского этапа , [ 1 ] и привело к увеличению объемов ледникового щита во всем мире и восстановлению льда Восточно -Антарктического ледникового щита (EAIS). [ 2 ] Термин «среднемиоценовое разрушение», альтернативно «вымирание среднего миоцена» или пик вымирания среднего миоцена, относится к волне вымирания наземных и водных форм жизни, которая произошла в этот климатический интервал. Этому периоду предшествовал среднемиоценовый климатический оптимум (MMCO), период относительного тепла от 18 до 14 млн лет назад. [ 3 ] Похолодание, которое привело к разрушению среднего миоцена, в первую очередь связано с тем, что CO 2 был вытянут из атмосферы Земли органическим материалом, прежде чем попасть в различные места, такие как формация Монтерей . [ 4 ] Они могли быть усилены изменениями в океанической и атмосферной циркуляции из-за дрейфа континентов . [ 1 ] Кроме того, орбитального темпа . свою роль могли сыграть и факторы [ 5 ]
Эффекты
[ редактировать ]Одним из основных последствий климатического похолодания, произошедшего в этот период времени, был рост EAIS, [ 6 ] [ 4 ] получил название «Расширение ледникового щита Восточной Антарктики» (EAIE). [ 7 ] Термический сдвиг от влажных ледников к холодным зафиксирован в Трансантарктических горах около 13,94 млн лет назад, что отражает среднегодовое падение температуры на 25-30 °C. [ 8 ] Считается, что значительные участки льда на Антарктическом континенте начали расти в начале среднего миоценового разрушения и продолжали расширяться примерно до 10 млн лет назад. [ 9 ] Этот рост объясняется главным образом орбитальными изменениями океанических и атмосферных течений с возможным усилением из-за значительного снижения содержания углекислого газа в атмосфере (ppm): атмосферный CO 2 временно упал примерно с 300 до 140 ppm, как оценивается по соотношению между атмосферными уровнями. Уровень CO 2 и pH в океане определяется уровнями изотопов бора в карбонате кальция. [ 2 ] Одним из основных индикаторов значительного роста глобального ледникового покрова является более высокая концентрация 18 O обнаружен в бентосных фораминиферах из кернов океанических отложений в этот период времени. В периоды роста ледникового покрова более легкие 16 Изотопы O, обнаруженные в океанской воде, выносятся в виде осадков и консолидируются в ледяных щитах, в то время как более высокая концентрация 18 O остается для использования фораминиферами. [ 10 ] Разворот фазы >180° в 41-тысячном цикле наклона в интервале от 14,0 до 13,8 млн лет назад также интерпретируется как сигнал EAIE. [ 7 ]
Во время MMCT широтный градиент осадков в Европе снизился, хотя он увеличился в течение краткосрочных периодов потепления, наложенных на более широкую тенденцию похолодания, [ 11 ] тогда как сезонность средней температуры увеличилась. [ 12 ] Глобальное похолодание во время MMCT вызвало засушивание в Северной Африке и Южной Азии . [ 13 ] В группе базальтов реки Колумбия (CRBG) прекращение каолинобразующих педогенных процессов произошло в начале MMCT и использовалось в качестве косвенного маркера конца MMCO. [ 14 ] Юго-западная Австралия имела самые засушливые условия за любой период миоцена, в то время как северо-западная Австралия также была гиперзасушливой. [ 15 ] В Кайдам бассейне интенсивность силикатного выветривания резко снизилась примерно за 12,6 млн лет назад, что указывает на крупное событие аридификации. [ 16 ]
Предлагаемые причины
[ редактировать ]Основной причиной охлаждения ММКО было изменение уровня CO 2 в атмосфере . [ 1 ] Падение концентрации CO 2 в атмосфере было связано с поглощением газа органическим материалом, отложившимся вдоль континентальных окраин, таких как формация Монтерей в прибрежной Калифорнии . Это объяснение известно как гипотеза Монтерея. [ 17 ] Считается, что эти места снижения выбросов CO 2 были достаточно обширными, чтобы снизить концентрацию CO 2 в атмосфере примерно с 300 до 140 частей на миллион и привести к процессам глобального похолодания, которые способствовали расширению EAIS . [ 2 ]
Захоронение органического углерода на суше, о чем свидетельствует повсеместное образование в это время отложений бурого угля , также в значительной степени способствовало снижению p CO 2 . [ 18 ]
Другая гипотеза состоит в том, что усиление силикатного выветривания поднимающихся Гималаев вызвало MMCT, но это противоречит геологическим данным из системы реки Инд . [ 19 ]
Помимо значительных изменений в концентрации парниковых газов , изменения в циркуляции океана привели к серьезным климатическим и биотическим изменениям. Изменения океанической циркуляции, произошедшие во время MMCT, определяются увеличением добычи придонных вод Антарктики (AABW), остановкой доставки соленой воды в Южный океан из Индийского океана и дополнительной добычей глубоководных вод Северной Атлантики (NADW). [ 10 ] Считается, что сокращение водного транспорта из теплого Индийского океана в прохладный Южный океан является причиной увеличения производства AABW. [ 20 ] Предполагается, что примерно в это же время закрылся морской путь Тетис , что усугубило нарушения циркуляции океана, вызвавшие MMCT. [ 1 ] Охлаждение Южного океана сопровождалось ростом EAIS. [ 21 ]
Дополнительная предполагаемая причина нарушений среднего миоцена объясняется переходом от цикла солнечной инсоляции, в котором преобладает наклон, к циклу, в котором преобладает эксцентриситет (см. Циклы Миланковича ). Это изменение было бы достаточно значительным, чтобы условия вблизи антарктического континента сделали возможным оледенение. [ 5 ]
Событие вымирания
[ редактировать ]Нарушение среднего миоцена считается значительным событием вымирания и анализируется с точки зрения важности возможной периодичности между событиями вымирания. Исследование Дэвида Раупа и Джека Сепкоски показало, что существует статистически значимая средняя периодичность (где P меньше 0,01) около 26 миллионов лет для 12 крупных событий вымирания. Ведутся споры о том, вызвана ли эта потенциальная периодичность каким-то набором повторяющихся циклов или биологическими факторами. [ 22 ]
Резкое падение производства карбонатов, известное как Миоценовый карбонатный обвал ( MCC ), произошло в раннем тортоне, вскоре после похолодания; Обычно считается, что это событие было вызвано изменениями в термохалинной циркуляции, возникшими в результате нарушений в среднем миоцене. [ 23 ] Было высказано предположение , что изменения в интенсивности и сезонности индийских муссонов привели к этому изменению циркуляции океана. [ 24 ] Другая гипотеза крушения предполагает сокращение и обмеление Центральноамериканского морского пути, что ограничивает обмен водными массами между Атлантическим и Тихим океанами. [ 25 ] Доказательства этого события известны в Индийском, Тихом океане, Атлантическом океане, Карибском и Средиземном морях, что позволяет предположить, что сокращение количества морских организмов, производящих карбонаты, было глобальным явлением. [ 23 ]
Одним из других основных последствий похолодания климата в среднем миоцене было биотическое воздействие на наземные и океанические формы жизни. Основным примером этих вымираний является наблюдаемое появление Varanidae , хамелеонов , Cordylidae , Tomistominae , Alligatoridae и гигантских черепах в течение миоценового климатического оптимума (18–16 млн лет назад) в Центральной Европе (45-42° палеошироты). Затем последовал крупный и постоянный этап похолодания, отмеченный разрывом в середине миоцена между 14,8 и 14,1 млн лет назад. Было отмечено, что два крокодила из родов Gavialosurus и Diplocynodon существовали в этих северных широтах до этапа постоянного похолодания, но затем вымерли между 14 и 13,5 млн лет назад. [ 26 ] Еще одним индикатором, который может привести к вымиранию, является консервативная оценка того, что температура в антарктическом регионе могла понизиться как минимум на 8 градусов. тот C в летние месяцы 14 млн лет назад. Это похолодание в Антарктике, наряду со значительными изменениями температурных градиентов в Центральной Европе, о чем свидетельствует исследование Мадлен Бёме на экзотермических позвоночных, свидетельствует о том, что растительному и животному миру необходимо мигрировать или адаптироваться, чтобы выжить. [ 27 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Хамон, Н.; Могила, П.; Лефевр, В.; Рамштайн, Г. (28 ноября 2013 г.). «Роль закрытия морского пути восточной части Тетиса в климатическом переходе среднего миоцена (около 14 млн лет назад)» . Климат прошлого . 9 (6): 2687–2702. Бибкод : 2013CliPa...9.2687H . дои : 10.5194/cp-9-2687-2013 . ISSN 1814-9332 . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с Пирсон, Пол Н.; Палмер, Мартин Р. (2000). «Концентрация углекислого газа в атмосфере за последние 60 миллионов лет». Природа . 406 (6797): 695–699. Бибкод : 2000Natur.406..695P . дои : 10.1038/35021000 . ПМИД 10963587 . S2CID 205008176 .
- ^ Скотезе, Кристофер Р.; Сун, Хайджун; Миллс, Бенджамин Дж.В.; ван дер Меер, Дау Г. (1 апреля 2021 г.). «Палеотемпературы фанерозоя: изменение климата Земли за последние 540 миллионов лет» . Обзоры наук о Земле . 215 : 103503. Бибкод : 2021ESRv..21503503S . doi : 10.1016/j.earscirev.2021.103503 . S2CID 233579194 . Проверено 24 декабря 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Шевенелл, Амелия Э .; Кеннетт, Джеймс П.; Леа, Дэвид В. (17 сентября 2004 г.). «Охлаждение Южного океана в среднем миоцене и расширение криосферы Антарктики». Наука . 305 (5691): 1766–1770. Бибкод : 2004Sci...305.1766S . дои : 10.1126/science.1100061 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 15375266 . S2CID 27369039 .
- ^ Jump up to: а б Холборн, Энн; Кунт, Вольфганг; Шульц, Майкл; Эрленкейзер, Хельмут (24 ноября 2005 г.). «Воздействие орбитального воздействия и атмосферного углекислого газа на расширение миоценового ледникового покрова» . Природа . 438 (7067): 483–487. Бибкод : 2005Natur.438..483H . дои : 10.1038/nature04123 . ПМИД 16306989 . S2CID 4406410 . Проверено 19 апреля 2023 г.
- ^ Лангебрук, премьер-министр; Пол, А.; Шульц, М. (22 октября 2009 г.). «Реакция ледникового покрова Антарктики на атмосферный CO<sub>2</sub> и инсоляцию в среднем миоцене» . Климат прошлого . 5 (4): 633–646. Бибкод : 2009CliPa...5..633L . дои : 10.5194/cp-5-633-2009 . ISSN 1814-9332 . Проверено 4 июля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Тянь, Цзюнь; Ян, Мэй; Лайл, Митчелл В.; Уилкенс, Рой; Шакфорд, Джулия К. (11 марта 2013 г.). «Наклон и длительный эксцентриситет климатического перехода в среднем миоцене» . Геохимия, геофизика, геосистемы . 14 (6): 1740–1755. Бибкод : 2013GGG....14.1740T . дои : 10.1002/ggge.20108 . ISSN 1525-2027 . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Льюис, Арканзас; Маршан, ДР; Эшворт, AC; Хемминг, СР; Махлус, М.Л. (1 ноября 2007 г.). «Крупное глобальное изменение климата в среднем миоцене: данные из Восточной Антарктиды и Трансантарктических гор» . Бюллетень Геологического общества Америки . 119 (11–12): 1449–1461. doi : 10.1130/0016-7606(2007)119[1449:MMMGCC]2.0.CO;2 . ISSN 0016-7606 . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Захос, Джеймс С.; Пагани, Марк; Слоан, Лиза; Томас, Эллен ; Биллапс, Катарина (27 апреля 2001 г.). «Тенденции, ритмы и отклонения в глобальном климате от 65 млн лет до наших дней» (PDF) . Наука . 292 (5517): 686–693. Бибкод : 2001Sci...292..686Z . дои : 10.1126/science.1059412 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 11326091 . S2CID 2365991 . Проверено 19 апреля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Флауэр, БП; Кеннетт, JP (декабрь 1993 г.). «Переход между океаном и климатом в среднем миоцене: записи изотопов кислорода и углерода в высоком разрешении на участке 588A проекта глубоководного бурения, юго-западная часть Тихого океана». Палеоокеанография и палеоклиматология . 8 (6): 811–843. Бибкод : 1993PalOc...8..811F . дои : 10.1029/93pa02196 .
- ^ Бёме, Мадлен; Винкльхофер, Майкл; Ильг, август (1 мая 2011 г.). «Миоценовые осадки в Европе: временные тенденции и пространственные градиенты» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . Неоген Евразии: Пространственные градиенты и временные тенденции - Второй синтез НЕКЛИМА. 304 (3): 212–218. Бибкод : 2011PPP...304..212B . дои : 10.1016/j.palaeo.2010.09.028 . ISSN 0031-0182 . Проверено 11 января 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
- ^ Брух, Анджела А.; Утешер, Торстен; Мосбругер, Волкер (1 мая 2011 г.). «Схемы осадков в миоцене Центральной Европы и развитие континентальности» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . Неоген Евразии: Пространственные градиенты и временные тенденции - Второй синтез НЕКЛИМА. 304 (3): 202–211. Бибкод : 2011PPP...304..202B . дои : 10.1016/j.palaeo.2010.10.002 . ISSN 0031-0182 . Проверено 11 января 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
- ^ Чжан, Цзянь; Ху, Юнюн; Чжу, Чэньгуан; Флёгель, Саша; Фан, Сяоминь; Сун, Чимин (1 июня 2023 г.). «Моделирование воздействия глобального похолодания и закрытия Тетического морского пути на климат Северной Африки и Южной Азии во время переходного периода среднего миоцена» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 619 : 111541. Бибкод : 2023PPP...61911541Z . дои : 10.1016/j.palaeo.2023.111541 . Проверено 4 июля 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
- ^ Хоббс, Кевин Майкл; Пэрриш, Джудит Тотман (1 сентября 2016 г.). «Глобальные изменения в миоцене, зафиксированные в палеопочвах, содержащих базальты реки Колумбия» . Бюллетень Геологического общества Америки . 128 (9–10): 1543–1554. Бибкод : 2016GSAB..128.1543H . дои : 10.1130/B31437.1 . ISSN 0016-7606 . Проверено 11 января 2024 г. - через GeoScienceWorld.
- ^ Груневельд, Джером; Хендерикс, Йоринтье; Ренема, Виллем; МакХью, Сесилия М.; Де Влишоувер, Дэвид; Кристенсен, Бет А.; Фулторп, Крейг С.; Воссоединение, Ларс; Галлахер, Стивен Дж.; Богус, Кара; Ауэр, Джеральд; Исива, Такэсигэ; Ученые экспедиции 356 (5 мая 2017 г.). «Отложения австралийского шельфа демонстрируют сдвиги в миоценовых западных широтах южного полушария» . Достижения науки . 3 (5): e1602567. Бибкод : 2017SciA....3E2567G . дои : 10.1126/sciadv.1602567 . ISSN 2375-2548 . ПМЦ 5425240 . ПМИД 28508066 .
{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Бао, Цзин; Сун, Чуньхуэй; Ян, Ибо; Фан, Сяоминь; Мэн, Цинцюань; Фэн, Инь; Хэ, Пэнджу (1 февраля 2019 г.). «Снижение интенсивности химического выветривания в бассейне Кайдам (северо-восток Тибетского нагорья) в позднем кайнозое» . Журнал азиатских наук о Земле . 170 : 155–165. Бибкод : 2019JAESc.170..155B . дои : 10.1016/j.jseaes.2018.10.018 . ISSN 1367-9120 . S2CID 133933898 . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Касиваги, Хирохико; Шиказоно, Наотацу (25 октября 2003 г.). «Изменение климата в кайнозое, выведенное из модели глобального углеродного цикла, включая магматическую и гидротермальную деятельность» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 199 (3): 167–185. Бибкод : 2003PPP...199..167K . дои : 10.1016/S0031-0182(03)00506-6 . ISSN 0031-0182 . Проверено 11 января 2024 г. - через Elsevier Science Direct.
- ^ Дистер-Хаасс, Лизелотта; Биллапс, Катарина; Грёке, Даррен Р.; Франсуа, Луи; Лефевр, Винсент; Эмейс, Кей К. (18 февраля 2009 г.). «Палеопродуктивность среднего миоцена в Атлантическом океане и последствия для глобального углеродного цикла» . Палеоокеанография и палеоклиматология . 24 (1). Бибкод : 2009PalOc..24.1209D . дои : 10.1029/2008PA001605 . ISSN 0883-8305 . Проверено 11 января 2024 г.
- ^ Клифт, Питер Д.; Джонелл, Тара Н. (28 апреля 2021 г.). «Гималайско-Тибетская эрозия не является причиной неогенового глобального похолодания» . Письма о геофизических исследованиях . 48 (8). Бибкод : 2021GeoRL..4887742C . дои : 10.1029/2020GL087742 . ISSN 0094-8276 . Получено 11 января 2024 г. - через Американский геофизический союз.
- ^ Флауэр, Бенджамин П.; Кеннетт, Джеймс П. (1 апреля 1994 г.). «Климатический переход среднего миоцена: развитие ледникового покрова Восточной Антарктики, циркуляция глубокого океана и глобальный круговорот углерода» . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 108 (3): 537–555. Бибкод : 1994PPP...108..537F . дои : 10.1016/0031-0182(94)90251-8 . ISSN 0031-0182 . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Лейтерт, Томас Дж.; Одерсет, Александра; Мартинес-Гарсия, Альфредо; Модесту, Севасти; Меклер, А. Неле (31 августа 2020 г.). «Совместное охлаждение Южного океана и расширение ледникового покрова Антарктики в среднем миоцене» . Природа Геонауки . 13 (9): 634–639. Бибкод : 2020NatGe..13..634L . дои : 10.1038/s41561-020-0623-0 . HDL : 11250/2735798 . ISSN 1752-0908 . S2CID 221381641 . Проверено 31 декабря 2023 г.
- ^ Рауп, Д.М.; Сепкоски, Джей-Джей (1 февраля 1984 г.). «Периодичность вымираний в геологическом прошлом» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 81 (3): 801–805. Бибкод : 1984PNAS...81..801R . дои : 10.1073/pnas.81.3.801 . ISSN 0027-8424 . ПМК 344925 . ПМИД 6583680 .
- ^ Jump up to: а б Торфштейн, Ади; Стейнберг, Джош (14 августа 2020 г.). «Олиго-миоценовое закрытие океана Тетис и эволюция прото-Средиземноморья» . Научные отчеты . 10 (1): 13817. doi : 10.1038/s41598-020-70652-4 . ПМЦ 7427807 . ПМИД 32796882 .
- ^ Любберс, Юлия; Кунт, Вольфганг; Холборн, Энн Э.; Болтон, Клара Т.; Грей, Эммелин; Усуи, Йоичи; Кохханн, Карлос Г.Д.; Бейль, Себастьян; Андерсен, Нильс (16 апреля 2019 г.). «Карбонатный крах» в экваториальной части Индийского океана в среднем и позднем миоцене» . Палеоокеанография и палеоклиматология . 34 (5): 813–832. Бибкод : 2019PaPa...34..813L . дои : 10.1029/2018PA003482 . S2CID 146593169 . Проверено 19 апреля 2023 г.
- ^ Нисанджиоглу, Керим Хестнес; Раймо, Морин; Стоун, Питер Х. (11 февраля 2003 г.). «Реорганизация глубоководной циркуляции миоцена в ответ на обмеление Центральноамериканского морского пути» . Палеоокеанография и палеоклиматология . 18 (1): 6-1–6-12. Бибкод : 2003PalOc..18.1006N . дои : 10.1029/2002PA000767 . Проверено 21 апреля 2023 г.
- ^ Бёме, Мадлен (ноябрь 2001 г.). «Климатический оптимум миоцена: данные экзотермических позвоночных Центральной Европы» (PDF) . Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 195 (3–4): 389–401. дои : 10.1016/S0031-0182(03)00367-5 . Проверено 19 апреля 2023 г.
- ^ Льюис, Адам Р.; Марчант, Дэвид Р.; Эшворт, Аллан К.; Хеденас, Ларс; Хемминг, Сидни Р .; Джонсон, Джесси В.; Ленг, Мелани Дж.; Махлус, Малка Л.; Ньютон, Анджела Э. (5 августа 2008 г.). «Среднемиоценовое похолодание и вымирание тундры в континентальной Антарктиде» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (31): 10676–10680. Бибкод : 2008PNAS..10510676L . дои : 10.1073/pnas.0802501105 . ISSN 0027-8424 . ПМК 2495011 . ПМИД 18678903 . Проверено 19 апреля 2023 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Олмон, Уоррен Д.; Боттьер, Дэвид Дж. (2001). Эволюционная палеоэкология: экологический контекст макроэволюционных изменений . Нью-Йорк: Издательство Колумбийского университета. ISBN 978-0-231-10994-9 .