Палеосоленость

Палеосоленость (или палеосоленость) — это соленость мирового океана или океанского бассейна в определенный момент геологической истории.

Важность

Из графиков Бьеррума обнаружено, что уменьшение солености водной жидкости приводит к увеличению значения констант равновесия системы углекислый газ-карбонат (pK*). Это означает, что относительная доля карбоната по отношению к углекислому газу выше в более соленых жидкостях, например морской воде , чем в более пресных водах. Решающее значение для палеоклиматологии имеет наблюдение о том, что увеличение солености снижает растворимость углекислого газа в океанах. Поскольку считается, что произошло понижение уровня моря во время последнего ледникового максимума на 120 м из-за обширного образования ледниковых щитов (которые состоят исключительно из пресной воды), это представляет собой значительное разделение в сторону более соленых морей во время ледниковых периодов. Соответственно, это вызовет чистый выброс углекислого газа в атмосферу из-за его пониженной растворимости, что приведет к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере на 6,5 ‰ . Считается, что это частично компенсирует чистое снижение на 80-100‰, наблюдаемое в ледниковые периоды. ^{[ 1 ]}

Стратификация

Кроме того, считается, что обширная стратификация солености может привести к уменьшению меридиональной опрокидывающей циркуляции (МОЦ) за счет замедления термохалинной циркуляции . Повышенная стратификация означает, что фактически существует барьер для субдукции водных участков; изопикны эффективно не выходят на поверхность и параллельны поверхности. Океан в данном случае можно охарактеризовать как «менее вентилируемый», и это привело к замедлению МОЦ.

Измерение палеосолености

Могут существовать косвенные показатели солености, но на сегодняшний день основным способом измерения солености является прямое измерение хлора в поровых жидкостях . ^{[ 2 ]} Адкинс и др. (2002) использовали хлорность поровой жидкости в кернах ODP , при этом палеоглубину оценивали по близлежащим коралловым горизонтам. Измерялась хлорность, а не чистая соленость, поскольку основные ионы в морской воде не меняются с глубиной в столбе отложений; например, восстановление сульфатов и взаимодействие катиона и глины могут изменить общую соленость, тогда как на хлорность это не оказывает сильного влияния.

Палеосоленость во время последнего ледникового максимума

Исследование Адкинса показало, что глобальная соленость увеличивается при падении уровня моря на 120 метров. Анализируя ¹⁸По данным они также обнаружили, что глубокие воды находились в пределах ошибки точки замерзания, а океанические воды демонстрировали большую степень однородности температуры. Напротив, колебания солености были намного больше, чем сегодня. Современная соленость находится в пределах 0,5 psu от глобальной средней солености, равной 34,7 psu, тогда как соленость во время последнего ледникового максимума (LGM) колебалась от 35,8 psu в Северной Атлантике до 37,1 в Южном океане.

Есть некоторые заметные различия в гидрографии на LGM и в наши дни. Сегодня глубинная вода Северной Атлантики наблюдается более соленая (NADW), чем придонная вода Антарктики (AABW), тогда как во время последнего ледникового максимума наблюдалось, что AABW на самом деле была более соленой; полный разворот. Сегодня NADW более соленый из-за Гольфстрима ; Таким образом, это может указывать на сокращение стока через Флоридский пролив из-за понижения уровня моря.

Еще одно наблюдение заключается в том, что Южный океан во время LGM был гораздо более соленым, чем сегодня. Это особенно интригует, учитывая предполагаемую важность Южного океана в океанической динамической регуляции ледниковых периодов. Предполагается, что экстремальное значение 37,1 psu является следствием повышенной степени образования и выноса морского льда . Это могло бы объяснить повышенную соленость, но также и отсутствие фракционирования изотопов кислорода ; рассола Считается, что отторжение без фракционирования изотопов кислорода очень характерно для образования морского льда.

Повышенная роль солености

Наличие вод вблизи точки замерзания изменяет баланс относительного влияния контрастов солености и температуры на плотность морской воды. Это описано в уравнении

{\frac {\Delta \rho }{\rho }}=\alpha \Delta T-\beta \Delta S

где $\alpha$ - коэффициент теплового расширения и $\beta$ – коэффициент халинного сжатия . В частности, соотношение ${\frac {\beta }{\alpha }}$ имеет решающее значение. Используя наблюдаемые температуры и соленость в современном океане, ${\frac {\beta }{\alpha }}$ около 10, пока на LGM ${\frac {\beta }{\alpha }}$ по оценкам, оно было ближе к 25. Таким образом, современная термохалинная циркуляция в большей степени контролируется контрастами плотности из-за температурных различий, тогда как во время LGM океаны были более чем в два раза более чувствительны к различиям в солености, чем к температуре. Таким образом, термохалинную циркуляцию можно считать менее «термо» и более «халинной».

См. также

Пресная вода

Ссылки

^ Сигман, DM; Э.А. Бойл (2000). «Ледниковые/межледниковые изменения содержания углекислого газа» (PDF) . Природа . 407 (6806): 859–869. Бибкод : 2000Natur.407..859S . дои : 10.1038/35038000 . ПМИД 11057657 . S2CID 7136822 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 февраля 2012 г. Проверено 17 мая 2010 г.
^ Адкинс, Дж. Ф.; Макинтайр, К.; Шраг, Д.П. (2002). «Соленость, температура и дельта 18O ледникового глубокого океана» (PDF) . Наука . 298 (5599): 1769–73. Бибкод : 2002Sci...298.1769A . дои : 10.1126/science.1076252 . ПМИД 12459585 . S2CID 9850740 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г. Проверено 17 мая 2010 г.

Внешние ссылки

История солености.

[1] Сигман, DM; Э.А. Бойл (2000). «Ледниковые/межледниковые изменения содержания углекислого газа» (PDF) . Природа . 407 (6806): 859–869. Бибкод : 2000Natur.407..859S . дои : 10.1038/35038000 . ПМИД 11057657 . S2CID 7136822 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 февраля 2012 г. Проверено 17 мая 2010 г.

[2] Адкинс, Дж. Ф.; Макинтайр, К.; Шраг, Д.П. (2002). «Соленость, температура и дельта 18O ледникового глубокого океана» (PDF) . Наука . 298 (5599): 1769–73. Бибкод : 2002Sci...298.1769A . дои : 10.1126/science.1076252 . ПМИД 12459585 . S2CID 9850740 . Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 г. Проверено 17 мая 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]