Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Hőmérsékleti változások lenyomata illetve annak visszafejtése földtani képződményekből -elméleti megközelítések és gyakorlati problémák- Kern Zoltán MTA.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Hőmérsékleti változások lenyomata illetve annak visszafejtése földtani képződményekből -elméleti megközelítések és gyakorlati problémák- Kern Zoltán MTA."— Előadás másolata:

1 Hőmérsékleti változások lenyomata illetve annak visszafejtése földtani képződményekből -elméleti megközelítések és gyakorlati problémák- Kern Zoltán MTA CsFK 2ka Palæoclimate Lendület Kutatócsoport

2 Tartalom Sarkvidéki és magashegyi jég – A jégüledék keletkezése – Kronológiaépítés – Stabil izotópok a jégben – Fúrólyuk hőmérséklet – A stabilizotóp termométer két fő hibája Cseppkövek – A cseppkövek keletkezése – Kronológia – Stabilizotópok a karbonátban – Mg-szennyezés, mint független hőmérsékleti jel (ami kimarad: tengeri üledékes szelvények) 2

3 Sarkvidéki és magashegyi jég I. A felhalmozódó hórétegek gazdag éghajlati/környezeti adatforrások A hóréteg vastagsága az adott évben hullott hómennyiségre ad információt. Hórétegek számlálásával korskálát nyerhetünk. Quelccaya, Peru Vulkáni betelepülés 3

4 Sarkvidéki és magashegyi jég II. NorthGRIP, Grönland 4

5 A csonthó: átalakulás hóból jéggé (HIDEG SARKVIDÉKI VISZONYOK, OLVADÁS NÉLKÜL) friss hó (convective zone) kg/m 3 Buborékok megjelenése (lock-in depth) 800 kg/m 3 Csak zárt buborékok (close-off depth) kg/m 3 5

6 DYE-3 sűrűség profil Olvadási rétegek, hirtelen sűrűségnövekedés 6

7 7

8 Sarkvidéki és magashegyi jég III. kronológia építés A számlálással nyert korokat ellenőrizni független módszerekkel (pl. antropogén eredetű szennyezők, korolható vulkáni közbetelepülések - tefra)! Klasszikus módszer: látható rétegzettség,  18 O évszakossága (télen jobban; nyáron kevésbé negatív) 8

9 A leggyakrabban vizsgált tényező a jég/vízmolekula stabilizotóp összetétele Sarkvidéki és magashegyi jég IV. Jelölés: δ 18 O: 18 O/ 16 O; δD: 2 H/ 1 H Delta - ezrelék:  - ‰ Nem abszolút koncentráció, hanem nemzetközi sztenderdhez viszonyított izotóparányok eltéréssel 9

10 Grönlandi csapadék  D összetétele Általánosságban: kevesebb a nehéz izotóp a hidegebb körülmények között keletkezett csapadékban Ezért ezek hőmérsékleti proxinak (helyettesítő adat) kezelhetők 0°C 20°C -20°C -40°C 10 Johnsen et al. (1989) TellusB41, 452

11 Sarkvidéki és magashegyi jég V. problémák a kronológiával Zasztrugák ~a hófelszín egyenetlenségei Szél=> erózió ill. áthalmozás Akár korábbi évek rétegei is eltűnhetnek, ill. áthalmozódhatnak –Különösen a kis akkumulációjú helyeken gond (pl. Kelet- Antarktisz) A jég mozgása. A vízpára diffúziója. Megoldás: Nagy akkumulációjú hely kell Több párhuzamos jégfurat vizsgálata 11

12 Sarkvidéki és magashegyi jég IV. kronológia építés Jelenleg: többszörös szinkronizálás  18 O Ca 2+ NH

13 Sarkvidéki és magashegyi jég VI. több párhuzamos jégfurat vizsgálata Biztosabb kronológia Térbeli különbségek is vizsgálhatók A  18 O és  D értékek különbségéből pedig a cirkulációs viszonyok változásai! 13

14 A jégtakaró kiépülésének volt-e hatása a tengervíz izotópos összetételére? A világóceán jelenlegi átlagos mélysége = 3500 m Glaciális időszakban ~120m-rel alacsonyabb tengerszint => világóceán átlagos mélysége glaciális idején ~ 3350 m δ 18 O rec := 0 ‰ (világóceán jelenlegi átlagos összetétele) δ 18 O jég = -30 ‰ (a világóceánból hiányzó víz átlagos összetétele) A világóceán glaciális időszaki izotópösszetétele (Izotópos anyagegyensúlyi modellel, egyszerűsítés: felszín állandó) (1)δ 18 O rec V rec = δ 18 O glac V glac + δ 18 O jég V jég (2)V rec = V glac + V jég 14

15 A jégtakaró kiépülésének volt-e hatása a tengervíz izotópos összetételére? A világóceán jelenlegi átlagos mélysége = 3500 m Glaciális időszakban ~120m-rel alacsonyabb tengerszint => világóceán átlagos mélysége glaciális idején ~ 3380 m δ 18 O rec := 0 ‰ (világóceán jelenlegi átlagos összetétele) δ 18 O jég -30 ‰ (a világóceánból hiányzó víz átlagos összetétele) A világóceán glaciális időszaki izotópösszetétele (Izotópos anyagegyensúlyi modellel, egyszerűsítés: felszín állandó) (1)δ 18 O rec V rec = δ 18 O glac V glac + δ 18 O jég V jég (2)V rec = V glac + V jég 15 δ 18 O rec h rec = δ 18 O glac h glac + δ 18 O jég (h rec -h glac ) δ 18 O glac = (δ 18 O rec h rec - δ 18 O jég (h rec -h glac ))/ h glac =(0 ‰ *3500m-(-30 ‰ )*120m)/3380m=1,06 ‰

16 Paleotemperature of the Holocene 16

17 Furólyuk hőmérsékleti - egy valódi direkt középhőmérsékleti adat 17 Dahl-Jensen et al. (1998) Science 282: 268

18 18 Dahl-Jensen et al. (1998) Science 282: ±2K Furólyuk hőmérsékleti - egy valódi direkt középhőmérsékleti adat

19 19 Sodemann et al. (2008a), JGR 113, D12111, Sodemann et al. (2008b), JGR 113, D03107

20 Hol várható és milyen idős a legöregebb antarktiszi jég? 20 Jouzel & Masson-Delmotte (2010) QSR 29:

21 CaCO 3 oxigén 16 O szén 12C12C 18O18O 13C13C Félbevágot, polírozott, 20cm magas álló cseppkő stabilizotóp !! Cseppkövek – a „földalatti „időjárás

22 Cseppkövek – Urán-sorozatos kormeghatározással 238 U bomlási sor „tiszta” kalcitnál ~600 ka 22

23 Cseppkövek – a „földalatti „időjárás 23

24 Cseppkövek – a jelátvitel 24

25 Cseppkövek – a vizsgálódás időléptékét a technikai szabja meg 25

26 1000·lnα (calcite-H 2 O) Temperature (°C)  Ha ismerjük a víz összetételét, a hőmérséklet számítható, és fordítva is igaz. Oxigén izotópos paleotermometria Fő probléma: a vízösszetételt ritkán tudjuk pontosan. „frakcionációs faktor” Hőmérsékletfüggés: 26

27 27

28 Hendy teszt ±573 (uncorrected age) (uncorrected ± ± ± ± ± ± ± ± ± 74

29 29

30 D Mg = (Mg/Ca)calcite/(Mg/Ca)solution Data: Huang & Fairchild 2001, Farirchild et al Figure from Fairchild & Baker,

31 31

32 A Mg és a Sr koncentrációja a csapadékmennyiségtől függ. A  18 O értéke a hőmérséklet és a csapadékmennyiség mellett a csapadék forrását is jelzi (Mg,Sr és  18 O szétválása). Cruz et al. (2007) 32

33 Heinrich események (H1, H2, …): hirtelen nagy mennyiségű kontinentális jégtömeg kerül az óceánba 17 ky: éles változás a d18O értékében: hőmérséklet globális növekedése = megnövekedett csapadékmennyiség + jégsapka olvadása 17 ky YD: Younger Dryas: 13-11ky = É-Atlanti tengerfelszín lehűlése ~~ Heinrich esemény ? 1. Heves esőzések: gyors leszivárgás: nincs talaj CO2-nek szerepe 2. Környező kőzet beoldódása megnőtt 33

34 Köszönöm a megtisztelő figyelmet! 34


Letölteni ppt "Hőmérsékleti változások lenyomata illetve annak visszafejtése földtani képződményekből -elméleti megközelítések és gyakorlati problémák- Kern Zoltán MTA."

Hasonló előadás


Google Hirdetések