Havbundsbidrag forme opvarmning og afkøling • Elena Naimark • Videnskabsnyheder om "Elements" • Geologi, Glaciologi, Geodesi og Kartografi

Havbundens lindring udgør opvarmning og afkøling

Fig. 1. Nederste topografi "border = 0>

Fig. 1. Den nederste topografi (bathymetri) i East Pacific Rise (en sektion mellem 9 ° og 10 ° N er vist). Både oceaniske højderyg og abyssal bakkerne, der strækker sig på begge sider af riftskiven og højden, er tydeligt synlige på kortet. Som det fremgår af kortlægningen af ​​havbunden, er disse bakker et fælles element i afhjælpningen af ​​riftdale. Billede fra dusk.geo.orst.edu

Rækker af abyssal bakker, der strækker sig i tusindvis af kilometer langs de dybe oceaniske fejl, udgør det sædvanlige og mest almindelige element i undervandsrevne dale. Men hvorfor de dannes – er stadig et mysterium. Oceanografer analyserede et af disse landskaber og fandt ud af, at sådanne aksler er dannet med en frekvens på 23, 41 og 100 tusinde år, hvilket falder sammen med cykliske bevægelser på jordens akse. Mekanismen for dannelsen af ​​de abyssale bakker, der er forbundet med klimaudsving, og dermed med vægten af ​​havvand, som bestemmer trykket på havbunden. Den konstruerede model bekræftede denne hypotese.

Over det sidste årti har oceanografer graftet havets bund med meget høj opløsning.De har lagt særlig vægt på riftzonerne – seismisk aktive områder, hvor skorsten vokser (figur 1 og 2). Denne proces bestemmes af indførelsen af ​​smeltet mantelmateriale til overfladen. Det danner rifler langs riffkanten, der strækker sig langs fejl i tusinder af kilometer langs havbunden. Parallelt med riftet, akslerne eller kløfterne dannes. Desuden, som den badymetriske undersøgelse viste, er sådanne "rynker" et almindeligt lindrende element i alle riftzoner.

Fig. 2. Dannelse af de oceaniske højderyg og afgrundsskråninger, der ledsager den på begge sider af fejlen. Animation fra en.wikipedia.org

Eksperter fra Oxford University, Harvard University og det sydkoreanske Polar Research Institute besluttede at tage højde for disse abyssal bakker. De baserede deres forskning ud fra antagelsen om, at periodiciteten i den kuperede lindring afspejler nøglefaktorerne i riftoperationen – den hastighed, hvormed smeltede mantelstener kommer frem til overfladen. Og derfra kan du allerede komme til spørgsmålet – hvad bestemmer denne hastighed.

For at løse dette problem var det nødvendigt at overvinde to hindringer.For det første var det nødvendigt at finde et sted, hvor bakkerne parallelt med riftet ikke ville blive dækket af et tykt dække af nedbør, og hvor spredningsfrekvensen (skelets adskillelse fra riftzonen) ikke ville være for langsom eller omvendt for hurtig – ellers vil terrænet vise sig eller for glat eller frekvensen vil blive maskeret af andre effekter. For det andet var det nødvendigt at vælge en passende metode til at analysere periodiciteten af ​​nødhjælpen. Undervandslandskabet, som var egnet i alle henseender, var hældningen af ​​den australske-antarktiske højderyg, hvorunder bunden blev undersøgt under ekspeditionerne 2011-2013 på den koreanske isbryder Araon. Spredningshastigheden i zonen af ​​denne rift er hverken stor eller lille. Den har gennemsnitlige værdier på ca. 3 cm pr. År (det vil sige, at pladens divergens er 6 cm pr. År), fordi reliefen er godt læst.

Forskere analyserede reliefen, som blev dannet i 1,25 millioner år. At adskille for hyppige (småskala) og for sjældne udsving i reliefen fokuserede de på gennemsnitsværdier. I den resulterende – oprensede kurve afsløres toppene med en frekvens på 100, 41 og 23 tusinde år tydeligt (figur 3). Disse periodiciteter svarer til Milankovitch-cyklusserne, der er relateret til de astronomiske parametre for jordens akse.Den samme periodicitet kan spores i svingningerne i havniveauet – og de afhænger helt af astronomiske cyklusser og dermed køling og opvarmning. Det viser sig, at de klimatiske cyklusser af opvarmning og afkøling på en eller anden måde er relateret til mængden af ​​magma, som kommer til overfladen.

Fig. 3. Til venstre – Bathymetrisk data for den valgte del af havbunden. Dybden af ​​bunden er vist (grafen viser afvigelsen fra en bestemt gennemsnitsværdi) fra alderen (i tusinder af år bliver alder af midten af ​​riftet taget som nul). Blå kurve – rigtige data grøn – disse data efter kassering af for hyppige og for sjældne udsving sort – En model simuleret af forskere for en spredningsrate på 3,3 cm / år. Til højre – vibrationsspektre Abscisse akse – hyppigheden af ​​begivenheder i (tusinder af år)-1. Toppen er tydeligt skelnet ved frekvenser svarende til perioder på 100, 41 og 23 tusinde år. Planlæg fra artiklen i diskussionen Videnskab

Forskere har bygget en logisk model, hvor disse to globale fænomener indbyrdes forbinder. En kold snap kommer – og havets overflade falder, da kolossale mængder vand ophobes i form af iskapper på polerne.Det anslås, at forskellen i vægt af flydende havvand mellem varme og istid er ca. 5 × 10.19 kg. Vægttab betyder at reducere vandtrykket på havbunden; Som følge heraf stiger mantelmassen opad med større hastighed og i store mængder. Det vil sige under afkølingen opnås bakke. Ved opvarmning smelter isen, trykket stiger og den smeltede sten strømmer opad med lavere hastighed. Hvis der er så meget vand, at trykket fra oven afbalancerer trykket nedenunder, stopper stoffets indtag helt og holdent. Dette er selvfølgelig en forenklet ordning: I modellen, som eksperterne byggede, blev der taget højde for et større antal parametre, især permeabiliteten af ​​klipper, pladernes bevægelseshastighed osv. (For yderligere detaljer se yderligere materialer til artiklen under drøftelse). Men under hensyntagen til alle de faktorer, der styrer disse planetariske processer, forventes resultatet stadig: havniveauet svingninger danner en undervandsreliektion (figur 4).

Fig. 4. Til venstre – accepteret havniveau (sort linje) og forudsagte bunddybder (farvede linjer nedenfor, farver svarer til forskellige nedre permeabilitetsværdier) for tre spredningshastigheder (1, 4 og 7 cm / år). Viser afvigelser fra et bestemt gennemsnitligt niveau afhængigt af alder (i millioner af år siden). Til højre – frekvens spektra af disse svingninger. Planlæg fra artiklen i diskussionen Videnskab

Det viser sig, at jordens akse, der læner sig på den måde, forlader vældene på havbunden til minde om disse bevægelser. Det er overraskende, at sådanne fjerne fænomener – planetens rotation og havbundens topografi – er sammenkoblet, og denne mangesidige indirekte forbindelse kommer stadig til lys.

Kilde: John W. Crowley, Richard F. Katz, Peter Huybers, Charles H. Langmuir, Sung-Hyun Park. Glacialcykler kører variationer i havskorpen // Videnskab. 5. februar 2015. DOI: 10.1126 / science.1261508.

Elena Naimark


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: