Heinrich Veranstaltung – Wikipedia

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Große Gruppen von Eisbergen durchqueren den Nordatlantik.

Chronologie der klimatischen Ereignisse von Bedeutung für die letzte Eiszeit (~ letzte 120.000 Jahre), wie sie in polaren Eiskernen aufgezeichnet wurden, und ungefähre relative Position von Heinrich-Ereignissen, die ursprünglich in marinen Sedimentkernen aus dem Nordatlantik aufgezeichnet wurden. Hellviolette Linie: δ18O aus dem NGRIP-Eiskern (Grönland), Permil (NGRIP-Mitglieder, 2004). Orange Punkte: Temperaturrekonstruktion für die NGRIP-Bohrstelle (Kindler et al., 2014). Dunkelviolette Linie: δ18O aus dem EDML-Eiskern (Antarktis), Permil (EPICA-Community-Mitglieder, 2006). Grauzonen: Heinrich-Großereignisse, die überwiegend aus Laurentiden stammen (H1, H2, H4, H5). Graue Luke: Heinrich-Großereignisse überwiegend europäischen Ursprungs (H3, H6). Hellgraue Luke und Nummern C-14 bis C-25: kleinere IRD-Schichten, die in nordatlantischen marinen Sedimentkernen registriert sind (Chapman et al., 1999). HS-1 bis HS-10: Heinrich Stadial (HS, Heinrich, 1988; Rasmussen et al., 2003; Rashid et al., 2003). GS-2 bis GS-24: Greenland Stadial (GS, Rasmussen et al., 2014). AIM-1 bis AIM-24: Antarktis-Isotopenmaximum (AIM, Mitglieder der EPICA-Community, 2006). Die Aufzeichnungen des Eisbohrkerns in der Antarktis und in Grönland sind auf ihrer gemeinsamen Zeitskala AICC2012 (Bazin) aufgeführt et al., 2013; Veres et al., 2013).
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EIN Heinrich Veranstaltung ist ein natürliches Phänomen, bei dem große Gruppen von Eisbergen von Gletschern abbrechen und den Nordatlantik durchqueren. Sie wurden erstmals vom Meeresgeologen Hartmut Heinrich (Heinrich, H., 1988) beschrieben und traten in den letzten 640.000 Jahren in fünf der letzten sieben Eiszeiten auf (Hodell et al., 2008). Heinrich-Ereignisse sind für die letzte Eiszeit besonders gut dokumentiert, fehlen jedoch insbesondere bei der vorletzten Eiszeit (Obrochta et al., 2014). Die Eisberge enthielten Gesteinsmasse, die von den Gletschern erodiert wurde, und als sie schmolzen, wurde dieses Material als Eisfloß auf den Meeresboden fallen gelassen (abgekürzt als “IRD”).

Das Schmelzen der Eisberge führte dazu, dass dem Nordatlantik große Mengen an frischem Wasser zugesetzt wurden. Solche Einträge von kaltem und frischem Wasser haben möglicherweise die dichtegesteuerten thermohalinen Zirkulationsmuster des Ozeans verändert und fallen häufig mit Hinweisen auf globale Klimaschwankungen zusammen.

Es wurden verschiedene Mechanismen vorgeschlagen, um die Ursache von Heinrich-Ereignissen zu erklären, von denen die meisten eine Instabilität des massiven Laurentide-Eisschilds implizieren, eines kontinentalen Gletschers, der den Nordosten Nordamerikas während der letzten Eiszeit bedeckt. Möglicherweise waren auch andere Eisschilde der nördlichen Hemisphäre beteiligt, wie die (Fennoscandic und Island / Grönland). Die ursprüngliche Ursache dieser Instabilität wird jedoch noch diskutiert.

Beschreibung[edit]

Die strikte Definition von Heinrich-Ereignissen ist das Klimaereignis, das die IRD-Schicht verursacht, die in marinen Sedimentkernen aus dem Nordatlantik beobachtet wird: ein massiver Zusammenbruch der Eisschelfs der nördlichen Hemisphäre und die daraus resultierende Freisetzung eines erstaunlichen Volumens von Eisbergen. Im weiteren Sinne kann sich der Name “Heinrich-Ereignis” auch auf die damit verbundenen klimatischen Anomalien beziehen, die an anderen Orten auf der ganzen Welt ungefähr zur gleichen Zeit registriert wurden. Die Ereignisse sind schnell: Sie dauern wahrscheinlich weniger als ein Jahrtausend, eine Dauer, die von einem Ereignis zum nächsten variiert, und ihr plötzlicher Beginn kann in nur wenigen Jahren auftreten (Maslin) et al. 2001). Heinrich-Ereignisse sind in vielen nordatlantischen marinen Sedimentkernen, die die letzte Eiszeit abdecken, deutlich zu beobachten. Die niedrigere Auflösung der Sedimentaufzeichnung vor diesem Punkt macht es schwieriger abzuleiten, ob sie während anderer Gletscherperioden in der Erdgeschichte aufgetreten sind. Einige (Broecker 1994, Bond & Lotti 1995) identifizieren das Younger Dryas-Ereignis als ein Heinrich-Ereignis, das es zum Ereignis H0 machen würde (Tisch, richtig).

Heinrich-Ereignisse scheinen mit einigen, aber nicht allen Kälteperioden vor den als Dansgaard-Oeschger (DO) -Ereignisse bekannten Ereignissen der schnellen Erwärmung verbunden zu sein, die am besten im NGRIP-Grönland-Eiskern aufgezeichnet werden. Die Schwierigkeiten bei der Synchronisation von marinen Sedimentkernen und grönländischen Eisbohrkernen auf dieselbe Zeitskala werfen jedoch Fragen hinsichtlich der Richtigkeit dieser Aussage auf.

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Möglicher klimatischer Fingerabdruck von Heinrich-Ereignissen[edit]

Heinrichs ursprüngliche Beobachtungen betrafen sechs Schichten in Sedimentkernen des Ozeans mit extrem hohen Anteilen an Gesteinen kontinentalen Ursprungs, “lithischen Fragmenten”, im Bereich von 180 μm bis 3 mm (1⁄8 in) Größenbereich (Heinrich 1988). Die größeren Fraktionen können nicht durch Meeresströmungen transportiert werden und werden daher so interpretiert, dass sie von Eisbergen oder Meereis getragen wurden, die Gletscher oder Eisschelfs abbrachen und beim Schmelzen der Eisberge Trümmer auf den Meeresboden warfen. Geochemische Analysen des IRD können Aufschluss über die Herkunft dieser Trümmer geben: Meistens die große Laurentide-Eisdecke, die dann Nordamerika für die Heinrich-Ereignisse 1, 2, 4 und 5 abdeckt, und im Gegenteil die europäischen Eisplatten für die Nebenereignisse 3 und 6. Die Signatur der Ereignisse in Sedimentkernen variiert erheblich mit der Entfernung von der Quellregion. Für Ereignisse mit Ursprung in Laurentide gibt es einen IRD-Gürtel bei etwa 50 ° N, den so genannten Ruddiman-Gürtel, der sich von seiner nordamerikanischen Quelle in Richtung Europa etwa 3.000 km ausdehnt und vom Labrador aus um eine Größenordnung dünner wird Meer bis zum europäischen Ende der heutigen Eisbergroute (Grousset et al., 1993). Bei Heinrich-Veranstaltungen fließen riesige Mengen an Frischwasser in den Ozean. Für Heinrich-Ereignis 4, basierend auf einer Modellstudie, die die Isotopenanomalie des ozeanischen Sauerstoffs 18 reproduziert, wurde der Frischwasserfluss auf 0,29 ± 0,05 Sverdrup mit einer Dauer von 250 ± 150 Jahren geschätzt (Roche) et al., 2004), was einem Frischwasservolumen von etwa 2,3 Millionen Kubikkilometern (0,55 Millionen Kubikmeilen) oder einem Anstieg des Meeresspiegels um 2 ± 1 m (6 Fuß 7 Zoll ± 3 Fuß 3 Zoll) entspricht.

Einige geologische Indikatoren schwanken ungefähr zeitlich mit diesen Heinrich-Ereignissen, aber Schwierigkeiten bei der genauen Datierung und Korrelation machen es schwierig zu sagen, ob die Indikatoren Heinrich-Ereignissen vorausgehen oder hinter ihnen zurückbleiben oder in einigen Fällen überhaupt miteinander zusammenhängen. Heinrich-Ereignisse sind häufig durch folgende Änderungen gekennzeichnet:

Foramanifera-Tests zeigen nicht nur die Produktivität der Ozeane an, sondern liefern auch wertvolle Isotopendaten
  • Erhöhtes δ18O der nördlichen (nordischen) Meere und ostasiatischen Stalaktiten (Speläotheme), was per Proxy auf eine sinkende globale Temperatur (oder ein steigendes Eisvolumen) hindeutet (Bar-Matthews) et al. 1997)
  • Verminderter ozeanischer Salzgehalt aufgrund des Zuflusses von Süßwasser
  • Schätzungen der verringerten Meeresoberflächentemperatur vor der westafrikanischen Küste durch biochemische Indikatoren, die als Alkenone bekannt sind (Sachs 2005)
  • Veränderungen der Sedimentstörung (Bioturbation) durch grabende Tiere (Grousett et al. 2000)
  • Fluss im planktonischen Isotopenaufbau (Änderungen in δ13C, verringertes δ18Ö)
  • Pollenindikationen von kaltliebenden Kiefern, die Eichen auf dem nordamerikanischen Festland ersetzen (Grimm et al. 1993)
  • Verminderte Foramaniferalhäufigkeit – was aufgrund der Unberührtheit vieler Proben nicht auf eine konservatorische Verzerrung zurückzuführen ist und mit einem verringerten Salzgehalt zusammenhängt (Bond 1992)
  • Erhöhter terrigener Abfluss von den Kontinenten, gemessen in der Nähe der Mündung des Amazonas
  • Erhöhte Korngröße bei windgeblasenem Löss in China, was auf stärkere Winde hindeutet (Porter & Zhisheng 1995)
  • Änderungen der relativen Thorium-230-Häufigkeit, die Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit des Ozeans widerspiegeln
  • Erhöhte Ablagerungsraten im Nordatlantik, was sich in einer Zunahme kontinental abgeleiteter Sedimente (Lithiken) im Vergleich zur Hintergrundsedimentation widerspiegelt (Heinrich 1988)
  • Ausdehnung von Gras und Buschland in weiten Teilen Europas (z. B. Harrison und Sánchez Goñi, 2010)

Das globale Ausmaß dieser Aufzeichnungen zeigt die dramatischen Auswirkungen der Heinrich-Ereignisse.

Ungewöhnliche Heinrich-Ereignisse[edit]

Der lithische Anteil der während H3 und H6 abgelagerten Sedimente liegt wesentlich unter dem anderer Heinrich-Ereignisse

H3 und H6 teilen keine so überzeugende Reihe von Heinrich-Ereignissymptomen wie die Ereignisse H1, H2, H4 und H5, was einige Forscher zu der Annahme veranlasst hat, dass es sich nicht um echte Heinrich-Ereignisse handelt. Dies würde Gerard C. Bonds Vorschlag, Heinrich-Ereignisse in einen 7.000-Jahres-Zyklus (“Bond-Ereignisse”) einzufügen, verdächtigen.

Mehrere Hinweise deuten darauf hin, dass sich H3 und H6 irgendwie von den anderen Ereignissen unterschieden.

  • Lithische Spitzen: ein weitaus geringerer Anteil an Lithiken (3.000) vs. 6.000 Körner pro Gramm) werden in H3 und H6 beobachtet, was bedeutet, dass die Rolle der Kontinente bei der Bereitstellung von Sedimenten für die Ozeane relativ gering war.
  • Foram-Auflösung: Foraminiferen-Tests scheinen während H3 und H6 (Gwiazda) stärker erodiert zu sein et al.1996). Dies könnte auf einen Zustrom von nährstoffreichem, daher ätzendem antarktischem Grundwasser durch eine Neukonfiguration der ozeanischen Zirkulationsmuster hinweisen.
  • Eisherkunft: Eisberge in H1, H2, H4 und H5 sind relativ angereichert mit paläozoischem “Detritalkarbonat” aus der Region der Hudsonstraße; während H3- und H6-Eisberge weniger von diesem charakteristischen Material trugen (Kirby und Andrews, 1999; Hemming et al., 2004).
  • Verteilung von Trümmern aus Eisflößen: Sedimente, die durch Eis transportiert werden, erstrecken sich während H3 / 6 nicht so weit nach Osten. Daher wurden einige Forscher veranlasst, einen europäischen Ursprung für mindestens einige H3 / 6-Klasten vorzuschlagen: Amerika und Europa waren ursprünglich nebeneinander; Daher sind die Gesteine ​​auf jedem Kontinent schwer zu unterscheiden, und die Quelle ist offen für Interpretationen (Grousset) et al. 2000).

Das Verhältnis von Calcium zu Strontium in einem Bohrkern im Nordatlantik (blau; Hodell et al., 2008) im Vergleich zu petrologischen Zählungen von “Detritalcarbonat” (Bond et al., 1999; Obrochta et al., 2012; Obrochta et al. , 2014), die mineralogisch unterscheidbare Komponente der von der Hudson Strait abgeleiteten IRD. Die Schattierung zeigt Vereisungen an (“Eiszeiten”).

Wie bei so vielen klimabezogenen Problemen ist das System viel zu komplex, um sicher einer einzigen Ursache zugeordnet zu werden.[opinion] Es gibt mehrere mögliche Treiber, die in zwei Kategorien fallen.

Interne Kräfte – das “Binge-Purge” -Modell[edit]

Dieses Modell legt nahe, dass Faktoren innerhalb der Eisdecke den periodischen Zerfall großer Eisvolumina verursachen, die für Heinrich-Ereignisse verantwortlich sind.

Die allmähliche Ansammlung von Eis auf dem Laurentide-Eisschild führte zu einer allmählichen Zunahme seiner Masse als “Binge-Phase”. Sobald die Schicht eine kritische Masse erreicht hatte, bildete das weiche, nicht konsolidierte subglaziale Sediment ein “rutschiges Schmiermittel”, über das die Eisdecke in der “Spülphase” von etwa 750 Jahren rutschte. Das ursprüngliche Modell (MacAyeal, 1993) schlug vor, dass durch geothermische Wärme das subglaziale Sediment auftaut, sobald das Eisvolumen groß genug ist, um das Entweichen von Wärme in die Atmosphäre zu verhindern. Die Mathematik des Systems stimmt mit einer Periodizität von 7.000 Jahren überein, ähnlich der, die beobachtet wird, wenn H3 und H6 tatsächlich Heinrich-Ereignisse sind (Sarnthein) et al. 2001). Wenn jedoch H3 und H6 keine Heinrich-Ereignisse sind, verliert das Binge-Purge-Modell an Glaubwürdigkeit, da die vorhergesagte Periodizität der Schlüssel zu seinen Annahmen ist. Es kann auch verdächtig erscheinen, weil ähnliche Ereignisse in anderen Eiszeiten nicht beobachtet werden (Hemming 2004), obwohl dies möglicherweise auf das Fehlen hochauflösender Sedimente zurückzuführen ist. Darüber hinaus sagt das Modell voraus, dass die verringerte Größe der Eisplatten während des Pleistozäns die Größe, den Einfluss und die Häufigkeit von Heinrich-Ereignissen verringern sollte, was sich in den Beweisen nicht widerspiegelt.

Externe Kräfte[edit]

Verschiedene Faktoren außerhalb der Eisdecke können Heinrich-Ereignisse verursachen, aber solche Faktoren müssten groß sein, um die Dämpfung durch die großen Eismengen zu überwinden (MacAyeal 1993).

Gerard Bond schlägt vor, dass Änderungen des Sonnenenergieflusses im Maßstab von 1.500 Jahren mit den Dansgaard-Oeschger-Zyklen und damit auch mit den Heinrich-Ereignissen korrelieren könnten. Aufgrund des geringen Ausmaßes der Energieänderung ist es jedoch unwahrscheinlich, dass ein solcher exo-terrestrischer Faktor die erforderlichen großen Auswirkungen hat, zumindest ohne große positive Rückkopplungsprozesse innerhalb des Erdsystems. Anstelle der Erwärmung selbst, die das Eis schmilzt, ist es jedoch möglich, dass sich der Meeresspiegel mit der Erwärmung ändert und die Eisschelfs destabilisiert. Ein Anstieg des Meeresspiegels könnte den Boden einer Eisdecke angreifen und diese unterbieten. Wenn eine Eisdecke versagte und anstieg, würde das freigesetzte Eis den Meeresspiegel weiter anheben und andere Eisplatten weiter destabilisieren. Für diese Theorie spricht die Nicht-Gleichzeitigkeit des Aufbrechens der Eisdecke in H1, H2, H4 und H5, wo das europäische Aufbrechen dem europäischen Schmelzen um bis zu 1.500 Jahre vorausging (Maslin) et al. 2001).

Das Atlantic Heat Piracy-Modell legt nahe, dass Änderungen der ozeanischen Zirkulation dazu führen, dass die Ozeane einer Hemisphäre auf Kosten der anderen wärmer werden (Seidov und Maslin 2001). Derzeit leitet der Golfstrom warmes äquatoriales Wasser in Richtung Nordnordsee um. Die Zugabe von Süßwasser zu den nördlichen Ozeanen kann die Stärke des Golfstroms verringern und stattdessen die Entwicklung einer Strömung nach Süden ermöglichen. Dies würde die Abkühlung der nördlichen Hemisphäre und die Erwärmung der südlichen Hemisphäre verursachen, Änderungen der Eisansammlung und der Schmelzraten verursachen und möglicherweise die Zerstörung des Schelfs und Heinrich-Ereignisse auslösen (Stocker 1998).

Rohlings bipolares Modell von 2004 legt nahe, dass der Anstieg des Meeresspiegels schwimmende Eisschelfs anhob und deren Destabilisierung und Zerstörung verursachte. Ohne ein schwimmendes Schelfeis würden kontinentale Eisplatten in Richtung der Ozeane fließen und sich in Eisberge und Meereis auflösen.

Die Zugabe von Süßwasser wurde durch gekoppelte Klimamodelle für Ozean und Atmosphäre in Betracht gezogen (Ganopolski und Rahmstorf 2001), was zeigt, dass sowohl Heinrich- als auch Dansgaard-Oeschger-Ereignisse ein Hystereseverhalten zeigen können. Dies bedeutet, dass relativ geringfügige Änderungen der Süßwasserbelastung in die Nordsee, wie ein Anstieg um 0,15 Sv oder ein Rückgang um 0,03 Sv, ausreichen würden, um tiefgreifende Verschiebungen in der globalen Zirkulation zu verursachen (Rahmstorf) et al. 2005). Die Ergebnisse zeigen, dass ein Heinrich-Ereignis keine Abkühlung in Grönland verursacht, sondern weiter südlich, hauptsächlich im subtropischen Atlantik. Dies wird durch die meisten verfügbaren paläoklimatischen Daten gestützt. Diese Idee war mit DO-Veranstaltungen von Maslin verbunden et al. (2001). Sie schlugen vor, dass jede Eisdecke ihre eigenen Stabilitätsbedingungen hatte, dass jedoch beim Schmelzen der Zufluss von Süßwasser ausreichte, um die Meeresströmungen neu zu konfigurieren und anderswo zum Schmelzen zu führen. Insbesondere verringern DO-Kälteereignisse und der damit verbundene Zufluss von Schmelzwasser die Stärke des nordatlantischen Tiefwasserstroms (NADW), schwächen die Zirkulation auf der Nordhalbkugel und führen daher zu einer erhöhten Übertragung von Wärmepolen auf die Südhalbkugel. Dieses wärmere Wasser führt zum Schmelzen des antarktischen Eises, wodurch die Dichteschichtung und die Stärke des antarktischen Grundwasserstroms (AABW) verringert werden. Dies ermöglicht es der NADW, zu ihrer vorherigen Stärke zurückzukehren und das Schmelzen der nördlichen Hemisphäre und ein weiteres DO-Kälteereignis voranzutreiben. Schließlich erreicht die Ansammlung von Schmelzen eine Schwelle, wodurch der Meeresspiegel so weit ansteigt, dass die Laurentide-Eisdecke unterboten wird, wodurch ein Heinrich-Ereignis verursacht und der Zyklus zurückgesetzt wird.

Hunt & Malin (1998) schlugen vor, dass Heinrich-Ereignisse durch Erdbeben verursacht werden, die in der Nähe des Eisrandes durch schnelle Enteisung ausgelöst werden.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Weiterführende Literatur[edit]

Externe Links[edit]


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