10만년 문제

궤도 강제력의 밀란코비치 이론의 100,000년 문제("100 ky 문제", "100 ka 문제")는 재구성된 지질학적 온도 기록과 유입되는 태양 복사의 재구성된 양 또는 지난 80만 년 동안의 오만의 차이를 말한다.^[1]지구 궤도의 변화로 인해 오만함의 양은 약 21,000년, 4만년, 10만년, 40만년의 기간에 따라 다양하다.지구의 기후에서 발생하는 입사 태양 에너지 구동량의 변화는 빙하의 시작과 종료 시기에 중요한 요소로 인식된다.

지구의 궤도 이심률과 관련된 10만 년의 범위에서 밀란코비치 주기가 있는 반면, 오행 변동에 대한 기여는 전정이나 부행성 변동에 비해 훨씬 적다.10만년 문제는 지난 100만년 동안 약 10만년 동안 빙하시대의 주기성에 대한 명확한 설명이 없는 것을 가리킨다. 그러나 지배적인 주기성이 4만 1천년에 달했던 이전은 아니다.두 시대 정권 사이의 설명할 수 없는 변화는 약 80만 년 전으로 거슬러 올라가는 중간-플리스토세 전환으로 알려져 있다.

관련 '40만년 문제'는 지난 120만년 동안 지질 온도 기록에 궤도 이심률로 인한 40만년 주기성의 부재를 말한다.^[2]

4만1,000년에서 10만년으로 주기성의 전환은 이제 중간-플리스토세 전환에서 더 자세히 설명한 바와 같이 이산화탄소의 감소 추세를 포함한 수치 시뮬레이션에서 재현될 수 있다.^[3]

100,000년 주기 인식

지질 온도 기록은 퇴적물 증거로부터 재구성될 수 있다.아마도 과거 기후의 가장 유용한 고생물자 지표는 ΔO로¹⁸ 표시된 산소 동위원소 분율일 것이다.이 분수는 주로 얼음 속에 갇혀 있는 물의 양과 행성의 절대 온도에 의해 제어되며, 해양 동위원소 단계들의 시간 스케일이 구성될 수 있게 했다.

1990년대 후반까지 (보스토크 얼음 중심부에 있는) 공기와 해양 퇴적물에 대한 ΔO¹⁸ 기록을 이용할 수 있었고 온도와 얼음 부피 모두에 영향을 미칠 수 있는 오만 추정치와 비교되었다.섀클턴(2000년)이 기술한 바와 같이¹⁸ ΔO의 심해 침전 기록은 "주요 빙하시대 리듬으로 보편적으로 해석되는 10만년 주기율"이 지배하고 있다.섀클턴(2000년)은 보스토크 얼음 코어 ΔO¹⁸ 레코드의 시간 척도를 가정된 궤도 강제력에 적합하도록 조정하고 스펙트럼 분석을 사용하여 이 해석에서 궤도 강제력에 대한 선형(직접 비례) 반응에 기인할 수 있다는 기록의 성분을 식별하고 뺄 수 있었다.잔차 신호(남은 잔차)는 유사한 리턴된 해양 코어 동위원소 기록의 잔차와 비교했을 때 얼음 부피에 기인하는 신호의 비율을 추정하는 데 사용되었고, 나머지 신호는 깊은 물의 온도 변화에 기인한다(Dole effect를 허용하려고 시도했다).

얼음 부피 변동의 10만 년 성분은 산호 나이 결정에 근거한 해수면 기록과 일치하고, 궤도 이심률이 페이싱 메커니즘이라면 예상할 수 있듯이 궤도 이심률도 수천 년 늦어지는 것으로 밝혀졌다.비록 이 "순수" 얼음 부피 기록에서 10만 년의 주기성이 가장 강력한 주기성은 아니었지만 기록에서 강한 비선형 "점프"가 탈색에 나타난다.

별도의 심해 온도 기록은 남극의 기온과 이산화탄소₂(CO)와 마찬가지로 궤도 이심률과 함께 위상에 따라 직접적으로 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 따라서 이심률은 대기 온도, 심해 온도, 대기 이산화탄소 농도에 지질학적으로 즉각적인 영향을 미치는 것으로 보인다.섀클턴(2000년)은 "궤도 이심률의 영향은 아마도 대기 중 CO₂ 농도에 대한 영향을 통해 편협한 기록에 들어갈 것"이라고 결론지었다.^[4]

엘키비, 리알(2001)은 100ka 사이클을 빙하시대의 궤도 강제력 밀란코비치 모델에 의해 충족되는 5가지 주요 도전 중 하나로 파악했다.^[5]

문제를 설명하는 가설

10만년 주기성은 과거 100만년의 기후만을 지배하므로 스펙트럼 분석을 사용하여 편심 주파수를 분리하기에는 정보가 불충분하여 훨씬 긴 팔레오클림산염 기록의 스펙트럼 분석은 훨씬 더 어렵지만 상당한 장기 추세의 신뢰성 있는 탐지가 더욱 어렵게 된다.ch는 해양 코어의^[6] Lisiecki와 Raymo 스택과 제임스 자코스의 복합 동위원소 기록으로서 지난 백만 년을 장기적인 맥락에 놓는데 도움이 된다.따라서 100 ka 주기성을 책임지는 메커니즘에 대한 명확한 증거는 아직 없지만, 몇 가지 신뢰할 수 있는 가설들이 있다.

기후 공명

이 메커니즘은 지구 시스템 내부에 있을 수 있다.지구의 기후 시스템은 100ka의 자연 공명 주파수를 가질 수 있다. 즉, 기후 내의 피드백 프로세스는 어떤 음지에서 종을 자연스럽게 울리듯이 자동적으로 100ka의 효과를 만들어 낸다.^[7][8]이 주장에 반대하는 사람들은 100ka 주기성이 이전 200만년 동안 존재하지 않는 것에 약했기 때문에 공명이 100만년 전에 발전했을 것이라고 지적한다.이는 실현 가능하다. 대륙 이동과 해저 확산 속도 변화가 그러한 변화의 가능한 원인으로 가정되어 왔다.^[9]지구 시스템의 구성 요소들의 자유 진동은 원인으로 간주되어 왔지만,^[10] 너무 적은 지구 시스템들은 어떤 장기적 변화도 축적하기 위해 천년 단위로 열 관성을 가지고 있다.가장 일반적인 가설은 북반구 빙상을 바라본다. 북반구는 갑작스런 붕괴를 겪을 만큼 클 때까지 몇 번의 짧은 사이클을 통해 확장될 수 있다.^[11]10만 년의 문제는 조제 A에 의해 면밀히 조사되었다.기후 시스템과 편심 강제 사이의 마스터 슬레이브 동기화가 후기 플리스토센의 100 ky 빙하시대를 시작했다는 것을 발견한 리알, 제승 오, 엘리자베스 라이슈만^[12].

궤도 경사

궤도 경사도는 100ka 주기성을 가지며, 편심률 95~125ka 주기는 상호 작용하여 108ka 효과를 줄 수 있다.덜 중요하고 원래 간과되었던 기울기 변동성이 기후에 깊은 영향을 미칠 수 있는 반면, 편심성은 2만1천년 경과에 따른 변화의 1~2%와 4만1천년 경락 주기 등 작은 양만큼만 오만을 수정한다.^[13]따라서 기울기로 인한 그러한 큰 영향은 다른 사이클에 비해 불균형적일 것이다.^[9]이것을 설명하기 위해 제안된 한 가지 가능한 메커니즘은 우주 먼지의 지역을 통한 지구의 통로였다.우리의 편심 궤도는 우주에서 먼지투성이의 구름을 통과하게 할 것이고, 이것은 지구를 그림자처럼 비추면서 들어오는 방사선의 일부를 차단하는 작용을 할 것이다.^[13]

그러한 시나리오에서, 태양 광선이 대기 상층부에서 가스를 갈라 생산한 동위원소의 풍부함은 감소할 것으로 예상되며, 초기 조사에서는 실제로 그러한 풍부함에서 그러한 강하를 발견하였다.^[14][15]다른 사람들은 예를 들어 구름 덮개를 증가시킴으로써 대기권 자체에 먼지가 유입됨으로써 발생할 수 있는 영향에 대해 주장해왔다. (지구가 불변의 평면을 통과할 때 7월 9일과 1월 9일, 중서구름은 증가한다.)^[16]따라서 100 ka 편심 주기는 시스템에 대한 "공간 메이커"의 역할을 할 수 있으며, 그 동요와 함께 주요 순간의 사전 처리와 난해성 주기의 효과를 증폭시킨다.^[17]

전처리 주기

이와 유사한 제안은 21,636년의 이행 주기에만 책임이 있다.빙하기의 특징은 얼음 부피가 느리게 축적되고, 그 뒤를 비교적 빠른 녹는 단계가 뒤따른다는 것이다.얼음이 몇 번의 경과 주기에 걸쳐 쌓였을 가능성이 있으며, 그러한 주기가 네다섯 번 지난 후에야 녹는다.^[18]

태양 광도 변동

태양 광도의 주기적 변동을 설명할 수 있는 메커니즘도 설명으로 제안되었다.태양 내에서 발생하는 확산파는 지구상에서 관측된 기후 변화를 설명하는 방식으로 모델링될 수 있다.^[19]

육지 대 해양 광합성

Dole 효과는 육지 및 해양 광합성자의 상대적 중요성의 경향에서 발생하는¹⁸ ΔO의 추세를 설명한다.그러한 변화는 그 현상의 그럴듯한 원인이다.^[20][21]

진행 중인 연구

현재 진행 중인 EPIA 프로젝트에 의해 지난 100만년 동안 지속된 고해상도 얼음 코어의 회복은 이 문제를 더 명확하게 하는데 도움이 될 수 있다.연구팀이^[22] 개발한 새로운 고정밀 데이트 방식은 관련된 다양한 요인에 대한 상호연관을 더 잘 할 수 있게 하고, 기후변화는 북반구의 오만에 의해 제어된다는 전통적인 밀란코비치 가설을 지지하면서 얼음핵심 연대기를 더 강한 시간적 기초 위에 놓는다.이 새로운 연대기는 10만 년 주기의 "기입" 이론과 일치하지 않는다.얼음 코어 거품의 질소-산소 비율에 대한 직접적인 불임 제어를 사용하는 이 방법을 사용하여 서로 다른 궤도 강제 구성 요소에 대해 리드 및 시차를 설정하는 것은 원칙적으로 이러한 기록의 시간적 분해능을 크게 향상시키고 밀란코비치 가설을 또 다른 중요한 검증이다.국제 기후 모델링 연습(Abe-ouchi et al., Nature, 2013^[23])은 후기 플레스토세인의 궤도 강제력과 이산화탄소 수준을 고려할 때 기후 모델이 10만 년 주기성을 복제할 수 있다는 것을 보여주었다.빙판의 이등분 역사는 궤도 강제력에 대한 10만 년의 대응을 중재하는 데 관여했다.더 큰 얼음 층은 그들이 앉아 있는 대륙의 지각을 압박하기 때문에 고도가 낮으며, 따라서 녹는 것에 더 취약하다.

참고 항목

• 브런즈-마투야마 역전
• 미들플리스토세
• 밀란코비치 주기
• 고생물학
• 빙하 연표

참조