Cyklostratigratygrafia – Wikipedia

. Cyklostratygraphie jest szczególną metodą stratygrafii, dyscypliny nauk ziemnych, która bada sukcesję różnych warstw geologicznych lub warstwowych. Cyklostratygrafia jest zintegrowaną dyscypliną, która wykorzystuje wyniki astronomii, klimatologii, a także różnych technik matematycznych.

Cyklostratygrafia opiera się na astronomicznej teorii paleoklimatów, która określa, że ​​po części wariacje klimatyczne są powiązane z procesami astronomicznymi cykliki w dużej mierze przewidywalne. Umożliwia analizę cykli osadowych w szerokim znaczeniu z powodu „wymuszania klimatu” przez Precesja, ukośność i ekscentryczność. Ta analiza odbywa się Wskaźniki klimatyczne (Proxies) Próbki w depozytach laminowanych.

Głównym celem cyklostratygrafii było początkowo oszacowanie czasów trwania, tym trudniejsze, ponieważ badane tereny są stare i zmienione, co degraduje jakość pobierania próbek pełnomocników. Badanie najnowszej i dobrze zachowanej serii czwartorzędu umożliwiło pierwsze wyniki, ale czasy ante-kółka są teraz pomyślnie badane. Cyklostratygrafia oferuje zatem możliwość walidacji i udoskonalenia geologicznej skali czasowej. Ponadto możliwe jest przeprowadzenie paleoklimatycznych interpretacji wyników.

Jeśli cyklostratygrafia jako metodologia i zastosowania ^{[[[ Pierwszy ]} jest niedawnym oddziałem stratygrafii, a jej teoretyczne fundamenty faktycznie sięgają początków Xix ^{To jest} wiek. Bardzo wcześnie pojawił się kwestia pochodzenia pozornych cykliczności osadowych obserwowanych na wychodku, podczas treningu morskiego. Cykle krótkich okresów można intuicyjnie przyłączyć się do klasycznych zjawisk w naukach ziemnych, takich jak oscylacje pływowe lub naprzemiennie pór roku (Varves); Ale z jednej strony korelacja ta nie była trywialna, z drugiej strony cykle dłuższego okresu nie można było wyjaśnić w ten sposób i dlatego musiała wynikać z konfiguracji innego i nieznanego gatunku. Szybko, odmiany klimatyczny są wskazane i konfrontowane z cyklami osadowymi, ale brakuje dowodów związku przyczynowego. Ponadto kwestia pochodzenia zmienności klimatycznej pozostała otwarta: dlaczego i w jakim proporcji ewoluował i ewoluował ogólny klimat Ziemi? Czy te odmiany są cykliczne, a jeśli tak, w jakim stopniu wpływają one na sedymentację?

Cyklostratygrafia rozwinęła się w związku z analizą serii osadowych. Proces sedymentacji jest złożony, ale nadal ma ogólne cechy, które mogą być stosowane przez różne podejścia do stratygrafii, w tym cyklostratygrafii. Niezależnie od sposobu sedymentacji (Continental, Navy lub Lake), energia słoneczna i grawitacja stanowi wdrażanie filmu osadowego, który zostanie poddany i po złożeniu działań diagenetycznych, dla ostatecznie Zostań skałą osadową ^{[[[ 2 ]} . Zmiany diagenetyczne wewnętrzne do stawki skały mogą zniszczyć lub przeciwnie podkreślą specyfika środowiska, nabyte podczas sedymentacji, a następnie odziedziczone w litologii. Te szczególności odzwierciedlają między innymi zewnętrzne warunki wdrażania skały, w tym klimat. Cyklostratygrafia proponuje rozszerzenie klasycznego pola litostratygrafii, w oparciu o korelacje faset litologicznych, dodając analizę i kwantyfikację cykle w tych fasetach.

Prosty fakt znalezienia wyraźnie cyklicznych różnic wizualnych i materiałowych, które wydają się prawie „sztuczne” w serii osadowej, jest wskaźnikiem cyklicznego wymuszania procesu sedymentacji. Konieczne jest zatem ustalenie, jaki rodzaj cykliczności może wywierać tak duży wpływ na środowisko depozytów. Niektóre procesy charakteryzują się własnymi cyklami, tj . regularne zmiany specyficzne dla trybu osadowego (wewnętrzne, endogenny ); Tak jest, na przykład, prądów zmętnienia, endogenne zjawisko z depozytem przybrzeżnym, ale specyficznym dla niego. Cykliczności w wymuszaniu zewnętrznym są opisane jako allokliczności . Obejmują zjawisko egzogenny którego sygnał będzie mniej lub bardziej zniekształcony, osłabiony lub wzmocniony przez tryb depozytowy. Najnowsze prace mają tendencję do wykazania, że ​​to rozróżnienie, choć istotne, prawdopodobnie upraszcza: w rzeczywistości procesy cykliczne „wewnętrzne” lub „zewnętrzne” wspólnie interweniują ^{[[[ 3 ]} i może generować mieszane sygnały w skałach.

Po wyróżnieniu cyklicznej natury rejestracji osadowej w analizach chemicznych-fizycznych staka jest dwojakie: konieczne jest ustalenie, czy zjawisko zewnętrzne (allocykliczność) wpłynęło na sedymentację do tego, że staje się dominującą cechą litologii; Następnie konieczne jest określenie dokładnej natury tego zjawiska. Konieczne jest również zweryfikowanie, czy rejestracja osadowe jest znacząca pod względem czasu trwania, to znaczy, że depozyt jest ciągły i nie zmieniany diagenetycznie. Aby udzielić odpowiedzi na te pytania, cyklostratygrafia może starać się zweryfikować istnienie i naturę korelacji między cyklami osadowymi z jednej strony, a cyklami klimatycznymi z drugiej strony, co stanowi podwójną odpowiedź (istnienie korelacji zależnej O ciągłości i jednorodności serii osadowej).

Cykle klimatyczne [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Klimat jest w dużej mierze skonfigurowany przez nasłonecznienie, to znaczy przez ilość energii otrzymanej od słońca. Zróżnicowanie temperatury między dniem i nocą jest jednak uderzającym przykładem wpływu energii słonecznej na klimat Ziemi w krótkim okresie. Źródło promieniowania słonecznego jest uważane za stałą moc, ale pozycjonowanie Ziemi w stosunku do słońca zmienia się w zależności od kilku czynników okresowych. Na nas jest zatem cykle, głównie z powodu trzech parametrów orbitalnych.

Ekscentryczność [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Określa szczelinę na okrągłej orbicie. W przypadku Ziemi orbita rewolucji wokół słońca różni się między quasi -circle (mimośrodowość 0,005) i średniej elipsy (mimośrodowość 0,058), z powodu interakcji grawitacyjnych z innymi ciałami niebieskimi układu słonecznego – – – Głównie gigantyczne planety Jowisz i Saturn. Bieżąca wartość mimośrodowości wynosi e = 0,017 ^{[[[ 4 ]} . Umożliwia obliczenie odległości od Ziemi od afelii (maksymalna odległość) i peryhelium (minimalna odległość) zgodnie z formułami

I

odpowiednio, gdzie

jest długością pół osią orbity (niezmiennik wydedukowany z okresu orbitalnego przez trzecie prawo Keplera) i

ekscentryczność.

Zróżnicowanie odległości między peryhelionem a afelie wynika z głównego okresu około 413 000 lat i wtórnej wynoszącej około 100 000 lat. Pokazujemy również, że dla danej mimośrodowości różnica w energii promieniowej otrzymanej od słońca przez ziemię między tymi dwoma pozycjami jest równa czterokrotnie większości mimośrodowości momentu ^{[[[ 5 ]} . Obecnie ta luka wynosi zatem około 6,8% dla ekscentryczności 0,0167 ^{[[[ 4 ]} . W połączeniu ze zmianami prędkości podczas rewolucji (zgodnie z drugim prawem Keplera) może mieć wpływ na teoretyczny czas trwania pór roku, ale jego głównym efektem jest to moduły amplituda precesji.

Pochyłość [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Kwantyfikuje szczelinę osi obrotu do normalnej płaszczyzny orbitalnej ciała niebieskiego. Dla Ziemi, której plan orbity jest plan ekliptyki, jest to kąt utworzony przez oś obrotu i osi prostopadłowy do płaszczyzny ekliptyki. Obecna ukośność jest zbliżona do ⍵ = 23 ° 27 ‘, a zaciski są ustalane około 22 ° do 25 ° według cykliczności około 41 000 lat ^{[[[ 4 ]} . Ten parametr to ten, który wpływa na pór roku jako priorytet: gdy ukośność jest wysoka, różnice klimatyczne między latem a zimą są silne, a efekty są bardziej wyraźne na wysokich szerokościach geograficznych ^{[[[ 6 ]} .

Precesja [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Zjawisko ukośności jest połączone z obrotem Ziemi i indukuje precesję, która odpowiada rewolucji pochylonej osi obrotu (ukośność) wokół od normalnego do poziomu orbity. Top na końcu obrotu ma podobny ruch, bez składnika obrotowego (czysta precesja). Powoduje to cykliczną zmienność orientacji osi obrotu w odniesieniu do Słońca: jeśli pozwolliśmy, aby uprościć, że odchylenie kątowe pionowo jest zawsze równe stałą wartość, kierunek Z tego stałego kąta w przestrzeni różni się. W rzeczywistości okresy ukośności i precesji są zbyt bliskie, aby przybierać stałą ukośność. Ponadto precesja lądowa jest podwójnie skonfigurowana. Ze względu na czystą obrót Ziemia nie jest idealną kulą, ale doświadcza wybrzuszenia równikowego. Pod wpływem sił pływowych wytwarzanych przez Słońce i Księżyca głównie ta nadmierna masa zwykle powraca do płaszczyzny ekliptyki, to znaczy, że odgrywa ona przeciwko ukośności. Zjawisko to wywołuje drugą precesję, zwaną orbitalą lub Lunisolaire , który jest dodawany do właściwej precesji ziemi. Ponieważ precesja orbitalna odbywa się w przeciwnym kierunku obrotu żyroskopowego ziemi na jej osi, pełny cykl w danym okresie przeciętny Około 21 700 lat, podzielonych na dwa główne cykliczności 19 000 i 23 000 lat ^{[[[ 2 ]} .

Inne cykle [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Zmiany klimatu są częściowo zależne od „cykli klimatycznych”, które są egzogennymi determinantami orbitalnymi. W szczególności będziemy pamiętać, że zmiany teoretyczne podkreśliły rolę informacji zwrotnych w systemie Ziemi. Jeśli energia otrzymana z kosmosu-a zwłaszcza słońce-„na górze atmosfery” jest dobrze znana, ta otrzymana na powierzchni oceanów i kontynentów-to znaczy poniżej gęstej atmosfery-zależy od liczby zjawiska wewnętrzne. Bilans energetyczny zależy zatem od konfiguracji klimatycznej specyficznej dla Ziemi. Jeśli chodzi o parametry wewnętrzne, zmiany wydajności odbicia, przez przemieszczenie i wzrost powierzchni do Fort Albédo, rozwój zasięgu chmur, modyfikacje aktywności prądów morskich i powietrznych lub względne przemieszczenie stref suche i wilgotne wpływają na klimat ” przedparametryczne ”na dużą skalę przez warianty orbitalne ^{[[[ 7 ]} .

Cyklostratygrafia nie ogranicza się zatem do poszukiwania cykli Milankovitch, czystego cykli klimatycznych. Inne zjawiska, które mogą wygenerować okresowe oscylacje zarejestrowane w skałach osadowych, mogą być badane za pomocą tych samych metod. Istnieją cykle długich okresów – na przykład naprzemienności między okresami lodowcowymi i międzyglacjami, wariantami eustatycznymi, niektórymi aspektami dynamiki tektonicznej … i wielu cykli krótszych okresów – dzienne oscylacje poziomu morza określone przez układ Ziemi -Found ( przypływy), naprzemienne Varves w złożach peryglacjalnych itp. Znaczenie cykli klimatycznych w badaniach cyklostratygraficznych jest powiązane z faktem, że nadali kształt tej metody i że są one często najlepiej rejestrowane na wielkich zapisach prądowych, ale należy pamiętać, że metoda cyklostratygraficzna ma zastosowanie do dowolnego rodzaju cykliczności.

Aby znaleźć ślad wariantów paleoklimatycznych, musisz użyć wskaźników lub proxy klimatyczny. Są to wielkości fizyko-chemiczne odzwierciedlające zmiany niektórych parametrów środowiska depozytowego wrażliwe na zmiany klimatyczne. Te proxy są rejestrowane w skałach osadowych, a ich analiza pozwala na budowę sygnału, który należy przeanalizować pod względem możliwych okresów ^{[[[ 8 ]} .

Wskaźnik sygnału i klimatu [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Aby ewentualna korelacja wydana eksperymentalnie ma sens, pełnomocnik musi być przede wszystkim „wierny”, to znaczy, że jego własna zmienność musi dać precyzyjne wyobrażenie o egzogennych zmianach. Innymi słowy, sprzężenie między wskaźnikiem a jego determinantami klimatycznymi musi być tak bezpośrednie, jak to możliwe, a wybrany wskaźnik nie może mieć najlepiej innych źródeł zmienności, które należy oszacować parametr, wady, w którym korelacja jest osłabiona i osłabia i jest osłabiona i Ryzyko zamieszania wzrasta, w szczególności w przypadku informacji zwrotnej. Proxy musiało być również tak mało dotkniętych diagenetycznie, jak to możliwe, aby rejestracja nie była niejednoznaczna, a zatem interpretacja, wiarygodna ^{[[[ 8 ]} . Wreszcie, oczywiście należy móc kwantyfikator Prawidłowe zmiany w proxy. W związku z tym wskaźnik klimatyczny może podpisywać zmiany ilościowe lub jakościowe – w tym drugim przypadku konieczne będzie dyskretyzację danych eksperymentalnych, aby doprowadzić do zaszyfrowanych wyników.

Klasyczna metoda polega na pomiaru, regularnie w serii osadowej, wartości proxy (jednostka, która ma być zdefiniowana jako funkcja proxy), w celu zbudowania dyskretnego sygnału; Na przykład wartość wrażliwości magnetycznej zestawu próbek, odnotowała co pięć centymetrów. Ta faza próbkowania (stwierdzenie wartości eksperymentalnych) implementuje mniej lub bardziej złożone techniki, od prostej liczby wizualnej po analizę atomową, zgodnie z zastosowanym serwisem zastępczym.

Dlatego niezbędne jest sukcesywnie:

• wykazać Pierwszy Ważność wybranej przezroczystego proxy (i skojarzyć w nim etap weryfikacji w następstwie );
• Uzasadniaj, że zmierzone dzisiaj warianty są świadome zmian paleoklimat, na podstawie teoretycznej;
• Kwantyfikuj pod względem cykli, a tym samym czasy trwania/częstotliwości zmienność proxy.

Jeśli przetwarzanie zmierzonych danych jest ogólnie takie same dla wszystkich proxy (techniki typu matematycznego przekształconego Fouriera), początkowe pobieranie próbek i końcowe interpretacje różnią się znacznie.

Różnorodność wskaźników klimatycznych [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Przed pojawieniem się geochemicznych pełnomocników techniki zliczania były jedynymi zastosowanymi. Kiedy Gilbert przypisuje precesywę alternacje Zielona rzeka , wskaźnikiem klimatu jest podwójna ławki wapienne ^{[[[ 9 ]} . Następnie wykazano, że istotne jest przybliżenie skali czasowej poprzez połączenie liczby zamówienia warstwy i okresu precesji. Przypuszcza to jednak, że depozyt każdej warstwy zajęł równy czas, tak że ta metoda nie jest bardzo precyzyjna (jest tylko ważna średnio ). Metody statystyczne są regularnie stosowane, w szczególności krzywe obfitości na dane paleontologiczne powiązane z dobrymi skamielinami stratygraficznymi.

Konieczna jest wysoka rozdzielczość czasowa (niższa niż pożądana częstotliwość cyklu). Jednak osiągnięcie rezolucji może być trudne, na przykład precesji (kilka tysięcy lat), z jedynymi dostępnymi danymi organicznymi. Możliwe jest znacznie poprawa rozdzielczości czasowej i zmniejszyć hipotezy dotyczące procesów sedymentacji poprzez zainteresowanie pierwiastkami chemicznymi. Głównym ustalonym postulatem jest (względna) spójność szybkości sedymentacji między dwoma znanymi terminalami skroniowymi – w rzeczywistości wyniki niewielkie spójne często podpisują ograniczoną zmienność szybkości sedymentacji, która może być dość drobno ograniczona na końcu cyklostratygrafii badanie. Po zainstalowaniu tych baz roboczych wystarczy próbować między dwoma terminalami do badań czasowych i zastosować klasyczne metody stratygrafii dla, ostatecznie , Podłącz wymiar przestrzenny złoża do wymiaru czasowego paleoproces sedymentacji. W ten sposób próbkowanie dobrej rozdzielczości umożliwia bardzo precyzyjne prześledzenie zmian w proxy.

Wśród głównych zastosowanych „markerów” są izotopy tlenu, węgla, węglanów, elementów śladowych, takich jak żelazo, mangan itp. Ogólnie rzecz biorąc, frakcjonowanie izotopowe jest bardzo przydatną klasą wskaźników klimatycznych. Na przykład δ ¹⁸ O Węglany jest bezpośrednio połączone z temperaturą wody, w której odbyły się opady węglanowe ^{[[[ dziesięć ]} . Wariacje powiązane ze stabilnymi i niestabilnymi izotopami są zatem skorelowane z danymi markerów sedymentologicznych lub z innymi pełnomocnikami, z których niektóre nie są ściśle mówiąc o wskaźnikach klimatycznych, zasadniczo fizycznych markerach.

W szczególności podatność magnetyczna (SM) podpisuje ilość zasymilowaną z pierwiastkami magnetycznymi uwięzionymi w często detrytalnym osadzie. Jednak przepływ udziału w osadach kontynentalnych przez detryzm zależy od klimatu, tak że SM stanowi klimat „meta-procsy” ^{[[[ 11 ]} . Dane magnetyczne ulegają niższym zmianom w porównaniu z pełnomocnictwem geochemicznym i zatem są ustalane głównie dla starych serii. Z drugiej strony związek alternatywny proxy jest mniej bezpośredni. Mówiąc bardziej ogólnie, można zastosować kilka rodzajów danych fizycznych z diagrozów, na przykład naturalnych radiowych lub metod elektrycznych (ładowalność, która podpisuje stopień zmian; rezystywność, która podpisuje zmiany litologiczne). Jednak niektóre będą bardziej wrażliwe na lokalne chaty i wypadki (na przykład zmiana płynów).

Wybór wskaźnika klimatu jest ostatecznie oparty na dwóch kolejnych kryteriach prozaicznych: dostępności proxy w badanej serii (nie zawsze jest węgiel w wystarczającej ilości lub wykrywalnych minerałach magnetycznych …) i oczywiście koszt reprezentujący jego reprezentujący jego próbowanie. W zależności od lokalnych warunków środowiskowych, wiek skał, ich typy, różne wskaźniki są dostępne. Preferowane są tak zwane serie ciągłe, w których korelacje są możliwe między danymi biologiczno-magnettratygraficznymi a pełnomocnictwem geochemicznym lub fizycznym, ponieważ końcowe wyniki są bardziej wymuszone.

Pracuj z wysoką rozdzielczością [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Biorąc pod uwagę wielkość najniższych okresów na orbicie (precesja średniego okresu 20 000 lat), pobieranie próbek sygnałów zastępczych musi być precyzyjne (z rzędu tysięcy lat do kilku tysięcy lat). W geologicznej skali czasowej, której podstawowa jednostka wynosi milion lat, są to bardzo małe ilości ilości. Oznacza to wdrożenie technik wysokiej rozdzielczości, ale także zastosowanie wiarygodnej geologicznej skali czasu. Rzeczywiście, jeśli terminale czasowe używane do kalibracji pomiarów są zbyt nieprecyzyjne, kwantyfikacja zmienności proxy nie jest znacząca (może być niemożliwe ustalenie korelacji w cyklach klimatycznych, gdy istnieje, lub można podkreślić korelację, podczas gdy ona można podkreślić to tylko artefakt). Ponadto wiele stronniczości może zmienić podstawowy sygnał:

• Seria osadowa dotknięta ważną aktywnością diagenetyczną – nawet metamorfizmem – nie pozwala na badanie oparte na pełnomocnikach geochemicznych, ponieważ informacje są zmieniane. Może to być również bardziej nieobecne: wiele serii ma przerwę, niezależnie od tego, czy nie są one depozytem, ​​czy zmiana. Nawet poprzez wybór korzystnej serii (niewielka lub żadna zmiana, niezawodne dostępne proxy itp.), Jego ciągłość może być niedoskonała, co zniekształci sygnał proxy. Podczas pobierania próbek wartości należy następnie poprawić, ogólnie przez interpolację liniową lub wielomianową ^{[[[ 6 ]} , który wprowadza błąd, który jest kwestią minimalizacji;
• Kolejny powtarzający się problem stanowi zmienność szybkości sedymentacji w czasie. Jeśli w analizie wykryto znaczące zmiany, ale z niezaprzeczalnym okresem okresowym, to, że okresowość jest zmienna w serii: chyba że ograniczysz analizę, interpretacja będzie trudna. Jednak warianty słaby nie są denerwujące, a ich skutki można wyeliminować przez odpowiednie leczenie analityczne (filtry itp.) ^{[[[ 7 ]} ;
• Movancles stanowią również zmianę sygnału. Gdy niektóre sygnały związane z endogennymi zjawiskami układu osadowego są nałożone na sygnały orbitalne, korelacja między na przykład, na przykład, zastępcą, klimatem i wymuszaniem astronomicznym nie jest już trywialne. Dlatego konieczne jest uwzględnienie cech i systemu klimatycznego i systemu osadowego ^{[[[ 8 ]} . Należy zauważyć, że badanie może odnosić się do samoorganik Ten rodzaj badania jest jednak rzadszy, ponieważ pojawia się wiele problemów z interpretacją, które można rozwiązać tylko wtedy, gdy środowisko depozytowe zostało również bardzo dobrze zbadane.

Jeśli bezpośrednia obserwacja próbek może umożliwić zidentyfikowanie oczywistych cykliczności, przetwarzanie danych jest niezbędne dla większości stwierdzeń. Pierwsze zastosowane metody analityczne były typu geostatystycznego. Ponieważ seria sedymentacyjna stanowią nagrania czasowy Z wcześniejszej dynamiki wydawało się, że konieczne było zastosowanie leczenia matematycznego bardziej odpowiedniego do danych wyodrębnionych z tych serii. Cykliczność pożądanych wzorców doprowadziła do analizy harmonicznej i leczenia częstotliwości, które są odpowiednimi narzędziami do analizy składnika czasowego. Muszą umożliwić podkreślenie możliwych okresów sygnału.

Analiza widmowa [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Okno Blackmana . Po lewej, w domenie czasowej; po prawej, w obszarze częstotliwości; Dla n wartości. Zastosowane leczenie:

${displayStyle {start {wyrównany} w (n) = & ~ 0,42 \ &+0.5cdot cos ({frac {2pi n} {n-1}}) \ &+0,08cdot cos ({frac {4pi n} {n n. -1}}) end {wyrównany}}}$

W celu podkreślenia korelacji między nasieniem (cykle orbitalne) a próbkowaniem (potencjalne cykle osadowe), najłatwiejszym sposobem jest przejście od domeny przestrzennej-to znaczy w równoważnym sposobie od stratygraficznego punktu widzenia, domeny czasowej, domeny czasowej, domeny czasowej, w dziedzinie czasu , przez zastosowanie prawa Walthera – do domeny częstotliwości. Ta operacja na danych próbkowanych jest przeprowadzana przy użyciu klasycznych metod analizy spektralnej ( Ilościowa analiza serii czasu ). Celem jest wykrycie głównych pozornych częstotliwości w próbkach, tj . Główne okresowości wyrażone przez pełnomocnik, a następnie porównują je ze znanymi okresami orbitalnymi. Jeżeli pełnomocnicy i dzienniki stratygraficzne są dobrze wybrane, w świetle wyjaśnieniwych kryteriów, dobra korelacja będzie znakiem astronomicznego wymuszania klimatu.

Aby przeprowadzić niezbędne obliczenia, istnieją różne algorytmy komputerowe dyskretnej transformacji Fouriera, które są zgrupowane pod terminem „szybki transformowany Fourier” (ze względu na zmniejszoną złożoność

). Dyskretna transformowana Fouriera przekształca funkcję zintegrowaną w dyskretnej domenie w inną, równoważną funkcję, która daje „widmo częstotliwości” funkcji początkowej. W przypadku cyklostratygrafii oznacza to wyrażanie w postaci częstotliwości cykle osadowe zarejestrowane w serii, podczas gdy są one początkowo wyrażane w postaci sygnału o wartościach dyskretnych (próbkowanie). Częstotliwość, która jest liczbą występowania zjawiska podanego na jednostkę czasu i która jest przeciwieństwem okresu, ma niejawną wartość domyślnie przestrzenny , ponieważ cykle reprezentują czas trwania sedymentacja, z którą są związane grubość W serii sedymentacyjnej (zastosowanie prawa Walthera). Dlatego będziemy mówić o „mocy” (w metrach lub centymetrach) częstotliwości, które będziemy reprezentować na periodogramach.

Obliczenia są przeprowadzane w gotowej serii miar, z których należy wyodrębnić przydatne informacje. Oznacza to, że konieczne jest odrzucenie wszelkich sygnałów z pobierania próbek reprezentujących szum, na przykład powiązane z systemem osadów. Te dwa ograniczenia, skończona próbkowanie z jednej strony i hałas pobierania próbek z drugiej strony, narzucają użycie okien ważenia ( funkcja okna ), które pozwalają „zmusić ludzi do mówienia” próbkowaniem. Na przykład podejście MultiTaper (MTM) wykorzystuje sekwencję kilku dobrze dobranych okien, aby zmniejszyć efekty hałasu. Transforma Fouriera lub funkcja asymilacyjna jest następnie stosowana do iloczynu próbkowanego sygnału przez okno (w domenie czasowej) w celu odzyskania widma (częstotliwości) podkreślającej „dobre” częstotliwości – „dobre” w kierunku „dostosowania się” „Do skali przeprowadzonej analizy czasowej, a nie„ wynaleziono ”w celu odzyskania zadowalających wyników!

Większość traktowanych serii ma okresy znacznie wyższe niż w poszukiwanych okresach orbitalnych. Aby pracować w wysokiej rozdzielczości, konieczne jest podzielenie serii na kilka sztuk oraz zastosowanie okien i przekształcone na każdą z serii. Jedno z najczęstszych okien, Okno Blackmana , preferuje dane zlokalizowane w środku części szeregowej skrzyżowanej przez okno. Tego rodzaju uprzedzenia należy wziąć pod uwagę. W takim przypadku, aby uniknąć zniekształceń widm, piwnice lub części muszą się nakładać.

Cyklostratygrafia [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Odwołaj geologiczną skalę czasu [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Ustanowienie skali czasów geologicznych tak precyzyjnych i wiarygodnych, jak to możliwe, niewątpliwie stanowi najważniejsze miejsce w naukach ziemnych, ponieważ interpretacje zależą w dużej mierze od dobrej wiedzy o czasie trwania i wieku.

W prosty sposób, przy grubości serii osadowej, w tym wystąpieniu cyklu okresu

Czas trwania jest przydzielany

. Jednak pobieranie próbek wskaźnika klimatycznego wymagało czasowego obramowania między dwoma dowolnymi limitami, które mogą być Globalny sekcja i punkt stratotypu granicznego (GSSP), granice chronu lub biozonów itp. Te punkty orientacyjne, które stanowią właściwie skalę czasów geologicznych, nie zawsze są znane z dobrą precyzją, szczególnie w starej serii. Tylko ustanowienie korelacji, na przykład między różnymi proxy lub różnymi dziennikami, może zapewnić dobrą niezawodność wyników.

Cyklostratygrafia umożliwia znaczne udoskonalenie geologicznej skali czasowej pod względem czasu trwania. W badaniu o limicie kredowo-paleogu, Röhl i in Użyj korelacji między serwisami biostratygraficznymi ( Anglesovella Angulu ), Geochemiczny (Fe) i magnetyczny, aby wymusić czas trwania Daniena ^{[[[ 6 ]} . Okres ten zastaje Maastrichtian na 65,5 mA, ale przy braku GSSP górna granica Daniana z Selander jest mniej wyraźna ^{[[[ dwunasty ]} . Analiza spektralna każdego z Chron Daniena umożliwiła udoskonalenie jego czasu trwania przy 3,65 mA, prawie 10% poprzednich wyników.

Różnice w szybkości sedymentacji [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Prace o wysokiej rozdzielczości w krótkich okresach umożliwiają przecięcie serii osadowej w kolejność wirtualnych podziałek. Każdy z nich może być powiązany z własnym wskaźnikiem sedymentacji, co umożliwia wizualizację potencjalnego przyspieszenia i zwalniania procesu osadowego. Dla Daniena, którego czas trwania został zrewidowany w dół, konieczna była średnia szybkość sedymentacji.

Gdy pobieranie próbek ujawnia dotknięte cykle niektórych okazjonalnych nieprawidłowości, prawdopodobne jest, że na serię wpłyną nieciągłości. Może to być przerwa bez depozytów, ale także zjawiska kondensacji ^{[[[ 13 ]} , zmiana lub erozja osadu. Korelacja z innymi danymi umożliwia identyfikację najbardziej prawdopodobnej hipotezy. We wszystkich przypadkach podświetlenie nieciągłości o wysokiej rozdzielczości jest kolejnym interesującym rezultatem, który może pomóc wyjaśnić szacunki czasów trwania, a także amplitudę zmian szybkości sedymentacji ^{[[[ 14 ]} . Innym przykładem zastosowania tego typu wyników jest oszacowanie jednorodności piwnicy, z poglądem na geologiczne magazynowanie różnych produktów (węgiel, odpady miejskie, odpady nuklearne itp.) Spotkanie produktów lotnych i/lub niebezpiecznych wymaga a Litologia bez mikro-leśników lub nieciągłości, poziome i pionowe wektory transportowe (rozpraszanie zanieczyszczenia na tabele wody, wznoszenie się na obszary zamieszkałych itp.)

Interpretacje paleoklimatyczne [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Metodologia cyklostratygraficzna obejmuje klimat przy co najmniej dwóch różnych aspektach: jako „ogólny mediator” sygnałów astronomicznych, ze względu na różne informacje zwrotne (rozwój kontynentów i śródlądowy, szybkość atmosferyczna w gazach cieplarnianych itp.); jako „lokalny mediator”, poprzez warunki środowiskowe systemu osadowego (środowisko depozytów, tj . Najczęściej na mniejszą skalę basenu). Pierwsze rozważania to ogólne modele klimatyczne; Seconds należy jednak wziąć pod uwagę w interpretacji serii w danym przypadku, ponieważ czynniki lokalne są wówczas ważne. W szczególności należy wziąć pod uwagę fakt, że sygnał okresów orbitalnych może być słabo zarejestrowany w seriach osadowych ze względu na zmiany klimatyczne, których są pierwotnie! Informacje zwrotne, a także trener mogą wzmocnić sygnał, jednocześnie zniekształcając, aby wyciągnąć paleoklimatyczne wnioski w następstwie nie zawsze jest łatwe.

W serii czwartorzędowej ustanowienie lodowcowych i międzyglacjalnych naprzemienności długich okresów nie wywołało bezpośrednio cyklostratygrafii typu wysokiej rozdzielczości, ale różnice istnieją w różnych dużych epizodach lodowcowych. Znajomość tych zdarzeń można dopracować w wynikach analizy cyklostratygraficznej. Rzeczywiście, niektóre wskaźniki umożliwiają rozważenie z dobrą niezawodnością, że ich okresowe są wskaźniki wariantów klimatycznych – na przykład

w stosunku do temperatury. Dokładne znaczenie zależy następnie od złożonych mechanizmów fizyko-chemicznych i, oczywiście od jakości sygnału, który musi być pierwotny (nie zmieniony). Najlepsze sygnały generalnie pochodzą z najnowszej serii, to znaczy z górnego kenozoiku i czwartorzędu.

Trendy klimatyczne mogą być uwalniane na starsze okresy. Jeśli chodzi o niższą kred, Mayer i in. Zastosuj ogólne wyniki dotyczące możliwości wymuszania klimatu w kontekście innym niż zlodowalizowanie czwartorzędu ^{[[[ 7 ]} . Dokładne korelacje ustalania cykli, zmiany parametrów orbitalnych były wystarczająco duże, aby ich sygnał był wyrażony w różnych warunkach sprzężenia zwrotnego. Zakres astronomicznego wymuszenia paleoklimatów staw-kwadratowych, na przykład bardzo aktywnych okresów szklarni, pozostaje do oszacowania.

Różnorodność zastosowań cyklostratygraficznych [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

W czwartorzędowej serii [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Pierwsze zastosowania metody cyklostratygraficznej przeprowadzono w szeregach czwartorzędowych, w formacjach litologicznych utworzonych podczas kontekstu lodowcowego (plejstocenu). Jednym z pierwszych wielkich sukcesów było badanie spektralne szacowanych zmian temperatury przez .

testów foraminifera i różnice w obfitości Cycladophora Davisiana ^{[[[ 15 ]} . Epizody lodowcowe zostały wymuszone zarówno pod względem amplitudy, jak i czasu trwania. Następnie A. Berger podkreśla istotną rolę czapek lodowcowych – pozytywna, letnia informacja zwrotna w sensie Milankovitchu, stwarza się jako główny modulator warunków środowiskowych. Podczas czwartorzędu wymuszanie astronomiczne powoduje znaczący glacjo-eustatyzm.

Analiza wysokiej częstotliwości

ujawniło także istnienie znacznie częściej fluktuacji klimatycznych niż na przykład odcinki lodowcowe dostępne przez bezpośrednie liczenie tarasów rzecznych. Konwencjonalnie plejstoceński obejmuje cztery główne epizody lodowcowe (Günz, Mindel, Riss, Würm), ale możemy rozróżnić ponad sto „stadiów izotopowych” na ostatnich 2,7 Ma. Ich analiza spektralna ujawnia wpływ cykli z Milankovitch.

Sukcesy te i inne uzyskane w najnowszej serii mogą sugerować, że astronomiczne wymuszanie klimatu było przynajmniej powiązane z kontekstem lodowcowym, jeśli nie jest specyficzne dla czwartorzędu. Duża część najnowszej pracy polegała na tym, w jakim stopniu teoria astronomiczna paleoklimatów może zostać uogólniona w serii ustanowionej w innym systemie klimatycznym, w szczególności w serii mezozoicznej, poza epizodami lodowcowymi.

W serii ante-alternary [[[ modyfikator |. Modyfikator i kod ]

Przeprowadzono wiele badań cyklostratygraficznych w seriach sedymentacyjnych mezozoicznych. Klimat jest w dużej mierze mniej zdefiniowany, a geologiczna skala czasu jest bardziej zrelaksowana, co jest zarówno trudnością w przezwyciężeniu, jak i problemem, w którym cyklostratygrafia może udzielić odpowiedzi. Cykle orbitalne zostały podkreślone od triasu do sektora trzeciorzędowego, a to w latach 80. XX wieku. Wydaje się, że wymuszanie astronomiczne było wystarczająco potężne i utrzymane, aby jego sygnał można było zarejestrować w różnych warunkach, zarówno w okresie lodowcowym, jak i międzyglacjalnym.

W przypadku starych serii głównym celem podejścia cyklostratygraficznego jest oszacowanie precyzyjnych czasów trwania. Korelacja danych osadowych z cyklami Milankovitcha dla Hettangian (ukośność 38 ka, mimośroda 95 ka, precesja 20 ka) pozwoliła na minimalne oszacowanie 1,29 mA na ten okres. Mówiąc dokładniej, czasy trwania są oferowane dla obszarów lub subzonów z amonitem. Röhl i in. ^{[[[ 11 ]} Oszacuj czas trwania Daniena na 3,65 mA od czasu trwania różnych chronów, ustalonych przez cyklostratygrafię. To tylko kilka przykładów wśród wielu badań przeprowadzonych już w mezozoiku, które wykazały znaczenie astronomicznego wymuszania paleoklimatów. Możliwe jest również oferowanie interpretacji klimatycznych.

W dolnej kredy, Mayer i in. Wspólnie używaj cykli Milankovitcha i podatności magnetycznej; W oparciu o rozsądne hipotezy (wybór konwencjonalnych terminali czasowych, choć zamazane, projekcja cykli Milankovitch w fanerozoiku według Shepherda), wyróżnienie cykli klimatycznych oferuje możliwość oferowania ogólnego paleoklimatycznego trendu w zakresie rozgrzewki. Rzeczywiście, między Hettangian i Kimmeridgian, dominujące cykle orbitalne różnią się: ukośność przy 38 ka i precesji do 20 ka odpowiednio modulującej serię. Przeważające epizody precesji są powiązane z bardziej wyraźnym wymuszaniem w regionach tropikalnych i subtropikalnych; Ukośność dotyczy głównie wysokich szerokości geograficznych. Jednak sygnał ukośności może być bardzo zaznaczony w szeregach międzyglacjalnych, co stanowi wskaźnik działania lokalnych czynników paleoceanograficznych w równowadze między ukośnością a precesją ^{[[[ 6 ]} .

W rzeczywistości uprzedzenia startujące z ograniczeniami czasowymi, zmianą diagenetyczną i obecność nieciągłości i autobusów stanowią ważne wyzwanie w serii przeciwpośredniej. Aby udoskonalić wyniki badań cyklostratygraficznych, konieczne są silniejsze ograniczenia w zakresie bezwzględnych datowania, ale już wydaje się, że bardzo różnorodne informacje i dobre rozdzielczość można zapewnić w coraz bardziej starych okresach.

• (FR) Isabelle Cojan i Maurice Renard, Sedymentologia W 2 ^{To jest} éd., Dunod, 2006, (ISBN 2100496239 )

  Praca ogólna walcząca w szczególności na klimat astronomiczny. Koniec pierwszego cyklu i drugiego cyklu uniwersyteckiego.

• (W) Graham P. Weedon, Analiza szeregów czasowych i cyklostratygrafia: badanie zapisów stratygraficznych cykli środowiskowych , Cambridge University Press, 2005 (ISBN 0521019834 )
  Odniesienie techniczne, bardzo kompletne. Poziom 2 ^{To jest} Cykl uniwersytecki.
• (FR) André Berger, Klimat Ziemi – przeszłość na jaką przyszłość? , Z Boecka University, 1992, (ISBN 2-8041-1497-X )

  Odniesienie do pracy publicznej. Cechy i wady są trochę stare.

• (FR) Brigitte van vliet-lanoë, Planeta lodu – historia i środowiska naszej epoki lodowcowej , Vuibert, 2005, (ISBN 2711753778 )
• (FR) Patrick de Wever, Loïc Labrousse, Daniel Raymond, André Schaaf, Pomiar czasu w historii Ziemi , Geological Society of France, opublikowane przez Vuibert, 2005, (ISBN 271175393X )