Климатическая перестройка в середине плейстоцена и проблема исследования древнейшего антарктического льда со станции Восток


https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-4-95-106

Полный текст:


Аннотация

Результаты исследований морских донных осадков показывают, что около 1 млн лет назад изменился характерный период климатических колебаний, связанных с чередованием ледниковых и межледниковых эпох: циклы в 40 тыс. лет сменились циклами в 100 тыс. лет. Причины, которые привели к перестройке климатической системы планеты в середине плейстоцена (Mid Pleistocene Transition – MPT), пока не известны и приковывают к себе пристальное внимание климатологов. Может ли керн древнего деформированного льда, залегающего в районе станции Восток в интервале глубин 3310–3539 м, дать ответы хотя бы на часть вопросов, связанных с генезисом MPT? В статье анализируются предварительные результаты изучения этого керна и обосновывается программа дальнейших углублённых исследований древнейшего антарктического льда со станции Восток под общим названием Vostok Oldest Ice Challenge (VOICE).


Об авторах

В. Я. Липенков
Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург
Россия


Д. Райно
Лаборатория гляциологии и геофизики окружающей среды, Гренобль, Франция
Россия


Список литературы

1. Екайкин А.А., Козачек А.В., Липенков В.Я., Преображенская А.В., Шибаев Ю.А. Гидрологический режим подледникового озера Восток (Антарктида) по данным геохимических исследований ледяного керна и озерной воды // Вестн. РФФИ. 2013. № 2 (78). C. 57–63.

2. Липенков В.Я., Полякова Е.В., Дюваль П., Преображенская А.В. Особенности строения антарктического ледникового покрова в районе станции Восток по результатам петроструктурных исследований ледяного керна // Проблемы Арктики и Антарктики. 2007. № 76. С. 68–77.

3. Цыганова Е.А., Липенков В.Я. Рост воздушных гидратов и возраст придонного льда в Центральной Антарктиде // Лёд и Снег. 2011. № 1 (113). С. 5–12.

4. Auer M., Wagenbach D., Wild E.M., Wallner A., Priller A., Miller H., Schlosser C., Walter K. Cosmogenic 26Al in the atmosphere and the prospect of a 26Al/10Be chronometer to date old ice // Earth and Planetary Science Letters. 2009. V. 287. P. 453–462.

5. Bender M.L., Barnett B., Dreyfus G., Jouzel J., Porcelli D. The contemporary degassing rate of 40Ar from the solid Earth // PNAS. 2008. V. 105 (24). P. 8232–8237.

6. Clark P.U., Archer D., Pollard D., Blum J.D., Rial J., Brovkin V., Mix A.C., Pisias N.G., Roy M. The middle Pleistocene transition: characteristics, mechanisms, and implications for long-term changes in atmospheric pCO2 // Quaternary Science Reviews. 2006. doi:10.1016/j.quascirev.2006.07.008.

7. Dahl-Jensen D., Thorsteinsson T., Alley R., Shoji H. Flow properties of the ice from the Greenland Ice Core Project ice core: the reason for folds? // Journ. of Geophys. Research. 1994. V. 102. N C12. P. 26831–26840.

8. Elderfield H., Ferretti P., Greaves M., Crowhurst S., Mc-Cave I.N., Hodell D., Pioytroski A.M. Evolution of ocean temperature and ice volume through the Mid- Pleistocene Climate Transition // Science. 2012. V. 337. P. 704–709.

9. EPICA community members. Eight glacial cycles from an Antarctic ice core // Nature. 2004. V. 429. P. 623–628.

10. Fischer H., Severinghaus J., Brook E., Wolff E., Albert M., Alemany O., Arthern R., Bentley C., Blankenship D., Chappellaz J., Creyts T., Dahl-Jensen D., Dinn M., Frezzotti M., Fujita S., Gallee H., Hindmarsh R., Hudspeth D., Jugie G., Kawamura K., Lipenkov V., Miller H., Mulvaney R., Parrenin F., Pattyn F., Ritz C., Schwander J., Steinhage D., van Ommen T., Wilhelms F. Where to find 1.5 million yr old ice for the IPICS «Oldest-Ice» ice core // Climate of the Past. 2013. V. 9. P. 2489–2505.

11. Higgins JA., Kurbatov AV., Spaulding NE., Brook E., Introne DS., Chimiak LM, Yan Y., Mayewski P.A., Bender M.L. Atmospheric composition 1 million years ago from blue ice in the Allan Hills, Antarctica // PNAS. 2015. V. 112 (22). P. 6887–6891.

12. Hönisch B., Hemming NG., Archer D., Siddall M., Mc-Manus JF. Atmospheric Carbon Dioxide Concentration Across the Mid-Pleistocene Transition // Science. 2009. V. 324. P. 1551–1554.

13. Jouzel J., Masson-Delmotte V., Cattani O., Dreyfus G., Falourd S., Hoffmann G., Minster B., Nouet J., Barnola J.M., Chappellaz J., Fischer H., Gallet J.C., Johnsen S., Leuenberger M., Loulergue L., Luethi D., Oerter H., Parrenin F., Raisbeck G., Raynaud D., Schil A., Schwander J., Selmo E., Souchez R., Spahni R., Stauffer B., Steffensen J.P., Stenni B., Stocker T.F., Tison J.L., Werner M., Wolff E.W. Orbital and millennial Antarctic climate variability over the past 800,000 years // Science. 2007. V. 317. P. 793–796.

14. Laskar J., Robutel P., Joutel F., Gastineau M., Correia A.C.M., Levrard B. A long-term numerical solution for the insolation quantities of the Earth // Astronomy & Astrophysics. 2004. V. 428. P. 261–285. doi:10.1051/0004-6361:20041335.

15. Lifshitz I.M., Slyozov V.V. The kinetics of precipitation from supersaturated solid solutions // Journ. of Phys. Chem. Solids. 1961. V. 19 (1/2). P. 35–50.

16. Lipenkov V.Ya. Air bubbles and air-hydrate crystals in the Vostok ice core // In: T. Hondoh, ed. Physics of ice core records. Sapporo: Hokkaido University Press, 2000. P. 327–358.

17. Lipenkov V., Candaudap F., Ravoire J., Dulac E., Raynaud D. A new device for air content measurements in polar ice // Journ. of Glaciology. 1995. V. 41 (138). P. 423–429.

18. Lipenkov V.Ya., Barkov N.I. Internal structure of the Antarctic Ice Sheet as revealed by deep core drilling at Vostok Station // Lake Vostok Study: Scientific Objectives and Technological Requirements: International Workshop. March 24–26 1998. St. Petersburg, AARI, 1998. P. 31–35.

19. Lipenkov V.Ya., Raynaud D., Loutre M.F., Duval P. On the potential of coupling air content and O2/N2 from trapped air for establishing an ice core chronology tuned on local insolation // Quaternary Science Reviews. 2011. V. 30. P. 3280–3289. doi:10.1016/j.quascirev.2011.07.013.

20. Lisiecki L.E., Raymo M.E. A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic ∂18O records // Paleoceanography. 2005. V. 20. PA1003. doi:10.29/2004PA001071.

21. Lüthi D., Le Floch M., Bereiter B., Blunier T., Barnola J.‑M., Siegenthaler U., Raynaud D., Jouzel J., Fischer H., Kawamura K., Stocker T.F. High-resolution carbon dioxide concentration record 650,000–800,000 years before present // Nature. 2008. V. 453. P. 379–382.

22. Martinerie P., Lipenkov V.Ya., Raynaud D., Chappellaz J., Barkov N.I., Lorius C. Air content paleo record in the Vostok ice core (Antarctica): A mixed record of climatic and glaciological parameters // Journ. of Geophys. Research. 1994. V. 99. № D5. P 10565–10576.

23. Martinerie P., Raynaud D., Etheridge D.M., Barnola J‑M., Mazauder D. Physical and climatic parameters which influence the air content in polar ice // Earth and Planetary Science Letters. 1992. V. 112. P. 1–13.

24. Martinez-Boti M.A., Foster G.L., Chalk T.B., Rohling E.J., Sexton P.F., Lunt D.J., Pancost R.D., Badger M.P.S., Schmidt D.N. Plio-Pleistocene climate sensitivity evaluated using high-resolution CO2 records // Nature. 2015. V. 518. P. 49–54.

25. McKay R., Naish T., Powell R., Barrett P., Scherer R., Talarico F., Kyle P., Monien D., Kuhn G., Jackolski C., Williams T. Pleistocene variability of Antarctic Ice Sheet extent in the Ross Embayment // Quaternary Science Reviews. 2012. V. 34. P. 93–112.

26. Naish T., Powell R., Levy R., Wilson G., Scherer R., Talarico F., Krissek L., Niessen F., Pompilio M., Wilson T., Carter L., DeConto R., Huybers P., McKay R., Pollard D., J. Ross J., Winter D., Barrett P., Browne G., Cody R., Cowan E., Crampton J., Dunbar G., Dunbar N., Florindo N., Gebhardt C., Graham I., Hannah M., Hansaraj D., Harwood D., Helling D., Henrys S., Hinnov L., Kuhn G., Kyle P., Laufer A., Maffioli P., Magens D., Mandernack R., McIntosh W., Millan C., Morin R., Ohneiser C., Paulsen T., Persico D., Raine I., Reed J., Riesselman C., Sagnotti L., Schmitt D., Sjunneskog C., Strong P., Taviani M., Vogel S., Wilch T., Williams T. Obliquity-paced Pliocene West Antarctic ice sheet oscillations // Nature. 2009. V. 458. P. 322–328.

27. Paillard D. The timing of Pleistocene glaciations from a simple multiple-state climate model // Nature. 1998. V. 391. P. 378–381.

28. Paillard D., Labeyrie L., Yiou P. Macintosh program peforms time-series analysis // EOS Trans. AGU. 1996. № 77. P. 379.

29. Paillard D., Parrenin F. The Antarctic ice sheet and the triggering of deglaciations // Earth and Planetary Science Letters. 2004. V. 227. P. 263–271.

30. Parrenin F., Remy F., Ritz C., Siegert M.J., Jouzel J. New modeling of the Vostok ice flow line and implication for the glaciological chronology of the Vostok ice core // Journ. of Geophys. Research. 2004. V. 109. D20102. doi:10.1029/2004JD004561.

31. Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D., Barkov N.I., Barnola J.M., Basile I., Bender M., Chappellaz J., Davis M., Delague G., Delmotte M., Kotlyakov V.M., Legrand M., Lipenkov V.Ya., Lorius C., Pepin L., Ritz C., Saltzman E., Stievenard M. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica // Nature. 1999. V. 399. № 6735. P. 429–436.

32. Pollard D., DeConto R.M. Modelling West Antarctic ice sheet growth and collapse through the past five million years // Nature. 2009. V. 458. P. 329–332.

33. Raymo M.E., Lisiecki L.E., Nisancioglu K.H. Plio-Pleistocene ice volume, Antarctic climate, and the global δ18O record // Science. 2006. V. 313. P. 492–495.

34. Raynaud D. The integrity of the ice record of greenhouse gases with a special focus on atmospheric CO2 // Ice and Snow. 2012. V. 2 (118). P. 5–14.

35. Raynaud D., Jouzel J., Barnola J.M., Chappellaz J., Delmas R.J., Lorius C. The ice record of greenhouse gases // Science. 1993. V. 259. P. 926–934.

36. Raynaud D., Barnola J.M., Souchez R., Lorrain R., Petit J.R., Duval P., Lipenkov V.Ya. The record for marine isotopic stage 11 // Nature. 2005. V. 436. P. 39–40.

37. Salamatin A.N., Lipenkov V.Ya., Hondoh T. Air-hydrate crystal growth in polar ice // Journ. of Crystal Growth. 2003. V. 257. P. 412–426.

38. Salamatin A.N., Tsyganova E.A., Popov S.V., Lipenkov V.Ya. Ice flow line modeling in ice core data interpretation: Vostok Station (East Antarctica) // In: Hondoh T., ed. Physics of ice core records. Sapporo: Hokkaido University Press, 2009. V. 2. P. 167–194.

39. Simoes J.C., Petit J.R., Souchez R., Lipenkov V.Ya., De Angelis M., Liu L., Jouzel J., Duval P. Evidence of glacial flour in the deepest 89 m of the glacier ice from Vostok core // Annals of Glaciology. 2002. V. 35. P. 340–346.

40. Souchez R., Jean-Baptiste P., Petit J.R., Lipenkov V. Ya., Jouzel J. What is the deepest part of the Vostok ice core telling us? // Earth-Science Review. 2002. V. 60. P. 131–146.

41. Souchez R., Petit J.R., Jouzel J., Simões J., de Angelis M., Barkov N., Stievenard M., Vimeux F., Sleewaegen S., Lorrain R. Highly deformed basal ice in the Vostok core, Antarctica // Geophys. Research Letters. 2002. V. 29. P. 4041–4044.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Липенков В.Я., Райно Д. Климатическая перестройка в середине плейстоцена и проблема исследования древнейшего антарктического льда со станции Восток. Лёд и Снег. 2015;55(4):95-106. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-4-95-106

For citation: Lipenkov V.Y., Raynaud D. The Mid-Pleistocene Transition and the Vostok Oldest Ice Challenge. Ice and Snow. 2015;55(4):95-106. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-4-95-106

Просмотров: 422

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)