고체온계

Paleothermometer

고온도계는 천연물질 형성 시점의 주변온도를 추정하는 방법론이다.대부분의 고체온계는 트리링이나86 TEX 방법과 같이 경험적으로 보정된 프록시 관계를 기반으로 합니다.δO법18 또는 응집 동위원소법 등의 동위원소법은 적어도 이론상으로는 온도를 직접 측정할 수 있다.

All palaeotemps.svg

공통고온계

§ O18

O 대 O의 동위원소 비율입니다.일반적으로 foram 테스트 또는 얼음 코어에서 사용됩니다.높은 값은 낮은 온도를 의미합니다.얼음 부피로 교락됨 - 얼음이 많을수록 δO18 값이 크다는 것을 의미합니다.

바닷물은 대부분216 HO이며 HDO와16218 HO는 소량입니다.표준 평균 해수(SMOW)에서 D 대 H의 비율은 155.8×10이고−6 O/16O는 2005×10입니다−6.분류는 응축된 동위원소와 증기 위상 사이의 변화 중에 발생한다. 무거운 동위원소의 증기 압력이 낮기 때문에 증기는 상대적으로 더 가벼운 동위원소를 포함하고 있으며, 강수량이 더 무거운 동위원소를 우선적으로 포함하고 있다.SMOW와의 차이는 다음과 같습니다.

[ ( ) - ]({=\ \ left [ { \ ce { \ { { { { { { { { { 18}{\ / {\ {{ {

δD δO18 값은 항상 음수이다.δO18 주요 영향은 수분이 증발한 해수온도와 최종 강수량의 차이이며, 해수온도는 비교적 안정적이기 때문에 δO18 값은 대부분 강수량의 온도를 반영한다.강수량이 반전층 위에 형성된다는 점을 고려하면 선형 관계가 남는다.

이는 온도 및 δO18 측정에서 그린란드의 경우 = 0.67µ/°C, 동 남극 대륙의 경우 0.76µ/°C로 경험적으로 보정된다.보정은 초기에 온도의 공간적 변화에 기초하여 수행되었으며, 이는 시간적 변화에 해당한다고 가정했다(Jouzel and Merlivat, 1984).최근 시추공 온도 측정 결과, 빙하-간빙면 변동의 경우 a = 0.33µ/°C로 나타났으며, 이는 빙하-간빙면 온도 변화가 이전에 믿었던 것보다 두 배 더 크다는 것을 의미한다.

Mg/Ca 및 Sr/Ca

미량원소로서 [1]플랭크트 및 해저유공아미니페라의 석회껍질(시험물)에 마그네슘(Mg)을 함유시킨다.석회석 중 불순물로서 Mg를 함유하는 것은 [2]흡열성이기 때문에 고온에서 성장 결정 중에 더 많이 함유된다.따라서 Mg/Ca 비율이 높으면 생태학적 요인이 신호를 교란할 수 있지만 온도가 높다는 것을 의미합니다.Mg는 바다에 머무는 시간이 길기 때문에 바닷물 Mg/Ca의 변화가 [3]신호에 미치는 영향을 크게 무시할 수 있다.

스트론튬(Sr)은 산호 아라고나이트에 [4][5]함유되어 있으며,[6][7] 산호 골격의 정확한 Sr/Ca비가 생물미네랄화 시 해수온도와 반비례하는 것이 잘 확인되었다.

알케노네스

해양 퇴적물 속의 유기 분자의 분포는 온도를 반영한다.

잎관상학

드립 팁('잎 또는 잎 관상학')과 같은 특징의 특징적인 잎 크기, 모양 및 유행은 열대 우림(가장자리에 매끄러운 잎과 드립 팁이 있는 많은 종)과 온대 낙엽림(더 작은 잎 크기 등급 공통, 톱니 모양 공통) 사이에서 종종 변화한다.고온에서 저온 기후 또는 높은 [8]강우량에서 낮은 강우량과 같은 기후 구배를 따라 발생한다.환경 구배를 따른 현장 간의 이러한 변화는 가스 교환, 증산광합성의 효율성을 극대화하면서 빛 에너지를 포착하고 열 이득과 손실을 관리할 필요성을 균형 있게 조정하기 위해 존재하는 종에 의한 적응적 타협을 반영한다.환경 구배를 따른 현대 식생 잎 관상과 기후 반응에 대한 정량적 분석은 대체로 일변량이었지만 다변량 접근법은 여러 잎 특성과 기후 매개변수를 통합한다.온도는 백악기 후기신생대 잎 꽃의 잎 관상학을 사용하여 주로 두 가지 [9]주요 접근법을 사용하여 추정되었다.

리프 여백 분석

식물에서 매끄러운(즉, 톱니가 없는) 잎 가장자리를 가진 목질 쌍떡잎 종의 비율이 평균 연간 온도[10]([11]MATmargin)에 비례하여 변화한다는 관측에 기초한 일변량 접근법.화석 식물군을 형태형(즉, '종')으로 분리해야 하지만, 식별은 필요하지 않다.원래의 LMA 회귀 방정식은 동아시아 [12]숲에 대해 도출되었으며, 다음과 같다.

MAT = 1.120 +(30.6 × Pmargin), 표준 오차 ± 2.0 °C

(1)

LMA 추정치의 오차는 이항 표본 추출 오차로 [13]표현됩니다.

(2)

여기서 c는 LMA 회귀 방정식의 기울기이고margin, P는 (1)에 사용된 바와 같이, r은 개별 화석 잎 식물군의 잎 가장자리 유형에 대해 평가된 종의 수입니다.LMA 보정은 북미,[14] 유럽,[15] 남미,[16] 호주 [17]등 세계 주요 지역에 대해 도출되었습니다.리파리안과 습지 환경은 약간 다른 회귀 방정식을 가지고 있습니다. 왜냐하면 상대적으로 매끄러운 식물 수가 적기 때문입니다.그렇습니다[18]

MAT = 2.223 +(36.3 × Pmargin), 표준 오차 ± 2.0 °C

(1픽셀)

CLAMP(기후 리프 분석 다변량 프로그램)

CLAMP는 주로 서반구 [19]초목의 데이터 세트를 기반으로 하는 다변량 접근법이며, 이후 추가적인 세계 지역 [20][21]초목의 데이터 세트에 추가된다.정준 상관 분석은 31개의 잎 문자를 조합하여 사용되지만 잎 여백 유형은 관상 상태와 온도 사이의 관계에 있어 중요한 구성 요소를 나타낸다.CLAMP를 사용하여 MAT는 작은 표준 오차(예: CCA ± 0.7–1.0°C)로 추정됩니다.CLAMP를 사용하여 겨울 및 여름 평균 조건의 추정치를 제공하는 가장 추운 달 평균 온도(CMMT)와 가장 따뜻한 달 평균 온도(WMMT)와 같은 추가 온도 매개변수를 추정할 수 있습니다.

가장 가까운 살아있는 상대 유추/공존 분석

어떤 식물들은 특정한 온도를 선호한다; 꽃가루가 발견되면 사람들은 대략적인 온도를 계산할 수 있다.

탄산염 중 13C-O18 결합

같은 농도의 동위원소의 확률적 분포 또는 무작위 분포에서 예상되는 것보다 무거운 동위원소가 서로 결합을 형성하는 약간의 열역학적 경향이 있다.초과는 저온에서 가장 크고(Van't Hoff 방정식 참조), 높은 온도에서 동위원소 분포가 더 랜덤화된다.평형 동위원소 분화의 밀접하게 관련된 현상과 함께, 이 효과는 등방체 사이의 영점 에너지 차이에서 발생한다.탄산염 광물인 칼사이트는 농축인산과32− 반응하여 CO가스로2 전환될 수 있는 CO기를 함유하고 있다.CO가스를2 질량분석기로 분석하여 등방성 물질의 함량을 결정한다.매개변수 δ는47 질량 47u(44개 대비)의 동위원소 농도와 동일한 벌크 동위원소 구성을 가진 가상 표본 사이의 측정된 농도 차이이다.실험실 실험, 양자역학 계산 및 자연 샘플(결정화 온도 알려진)은 모두 δ가47 온도의 역제곱과 상관관계가 있음을 나타냅니다.따라서 δ47 측정은 탄산염이 형성되었을 때의 온도를 추정할 수 있다.13C-O18 고열측정법은 물 속 O 농도에 대한 사전 지식이 필요하지 않다(γO 방법18).이를 통해 C-O18 고체온계를 다른 동위원소 기반 방법보다 덜 모호하게 민물 탄산염과 매우 오래된 암석을 포함한 일부 샘플에 적용할 수 있다.이 방법은 현재 천연 탄산염에서 생성된 CO에서 질량2 47 이상의 동위원소 농도가 매우 낮고, 적절한 검출기 배열과 민감도를 가진 기기가 부족하기 때문에 제한된다.자연에서 이러한 유형의 동위원소 순서 반응에 대한 연구는 종종 "덩어리 동위원소" 지구 [22][23]화학이라고 불립니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Branson, Oscar; Redfern, Simon A.T.; Tyliszczak, Tolek; Sadekov, Aleksey; Langer, Gerald; Kimoto, Katsunori; Elderfield, Henry (1 December 2013). "The coordination of Mg in foraminiferal calcite". Earth and Planetary Science Letters. 383: 134–141. Bibcode:2013E&PSL.383..134B. doi:10.1016/j.epsl.2013.09.037.
  2. ^ Katz, Amitai (June 1973). "The interaction of magnesium with calcite during crystal growth at 25–90°C and one atmosphere". Geochimica et Cosmochimica Acta. 37 (6): 1563–1586. Bibcode:1973GeCoA..37.1563K. doi:10.1016/0016-7037(73)90091-4.
  3. ^ Lear, C.H.; Rosenthal, Y.; Slowey, N. (2002). "Benthic foraminiferal Mg/Ca-paleothermometry: A revised core-top calibration". Geochimica et Cosmochimica Acta. 66 (19): 3375–3387. Bibcode:2002GeCoA..66.3375L. doi:10.1016/S0016-7037(02)00941-9.
  4. ^ Casey, W. H.; Rock P. A.; Chung J. B.; Walling E. M.; McBeath M. K. (1996). "Gibbs energies of formation of metal carbonate solid solutions - 2". Am. J. Sci. 296 (1): 1–22. Bibcode:1996AmJS..296....1C. doi:10.2475/ajs.296.1.1.
  5. ^ Ruiz-Hernandez, S.E.; Grau-Crespo, R.; Ruiz-Salvador, A.R.; De Leeuw, N.H. (2010). "Thermochemistry of strontium incorporation in aragonite from atomistic simulations". Geochimica et Cosmochimica Acta. 74 (4): 1320–1328. Bibcode:2010GeCoA..74.1320R. doi:10.1016/j.gca.2009.10.049. hdl:1834/4103.
  6. ^ Weber, J.N. (1973). "Incorporation of strontium into reef coral skeletal carbonate". Geochim. Cosmochim. Acta. 37 (9): 2173–2190. Bibcode:1973GeCoA..37.2173W. doi:10.1016/0016-7037(73)90015-X.
  7. ^ De Villiers, S.; Shen, G. T.; Nelson, B. K (1994). "The Sr/Ca temperature relationship in coralline aragonite—influence of variability in (Sr/Ca) seawater and skeletal growth-parameters". Geochim. Cosmochim. Acta. 58 (1): 197–208. Bibcode:1994GeCoA..58..197D. doi:10.1016/0016-7037(94)90457-X.
  8. ^ 베일리, I.W. & 시노트 E.W. 1916특정 종류의 혈관 배엽의 기후 분포.American Journal of Botany 3, 24 - 39.
  9. ^ 그린우드, D.R. 2007북미의 에오세 잎과 기후:울프 앤 딜처부터 번햄 앤 윌프까지입력: Jarzen, D., Retallack, G., Jarzen, S. & Manchester, S. (Eds)중생대 및 신생대 고생식물학의 발전: David L.을 기념하는 연구.딜처와 잭 A.울프. 쿠리어 포르슝스 인스턴스투트 센켄버그 258: 95-108.
  10. ^ 흔히 '연평균 온도'로 표기되며, 위치에 대한 월평균 일평균 기온의 평균이다.
  11. ^ 1979년 J.A. 울프.동아시아의 습기~메식 숲의 온도 파라미터 및 북반구와 오스트랄라시아의 다른 지역의 숲과의 관계.미국 지질조사국 교수. 용지 1106, 1 - 37
  12. ^ 윙, S.L. & 그린우드, D.R. 1993화석과 화석 기후: 균등한 에오세 대륙 내부의 경우.런던 왕립학회의 철학 거래 B341, 243-252.
  13. ^ 윌프, P. 1997나뭇잎은 언제 좋은 온도계가 되나요?리프 마진 분석을 위한 새로운 사례입니다.고생물학 23, 373-90
  14. ^ Miller, I.M., Brandon, M.T. & Hickkey, L.J. 2006.잎 가장자리 분석을 사용하여 Baja BC 블록의 중기(Albian) 고열도를 추정합니다.Earth & Planetary Science Letters 245 : 95 ~114 。
  15. ^ Traiser, C., Klotz, S., Uhl, D. 및 Mosbrugger, V. 2005.나뭇잎 환경 신호 – 유럽 식물에 대한 관상학적 분석.새로운 식물학자 166: 465~484.
  16. ^ 코왈스키, E.A., 2002.잎 형태에 근거한 평균 연간 온도 추정: 열대 남미에서 온 테스트.고생물 지리학, 고생물 기후학, 고생물 생태학 188: 141-165.
  17. ^ 그린우드, D.R., Wilf, P., Wing, S.L. & Christophel, D.C. 2004잎 가장자리 분석을 사용한 고생황기 추정치:호주는 다른가요?PALAIOS 19(2), 129-142.
  18. ^ SUNDERLIN, D.; LOOPE, G.; PARKER, N. E.; WILLIAMS, C. J. (2011-06-01). "Paleoclimatic and Paleoecological Implications of a Paleocene-Eocene Fossil Leaf Assemblage, Chickaloon Formation, Alaska". PALAIOS. 26 (6): 335–345. Bibcode:2011Palai..26..335S. doi:10.2110/palo.2010.p10-077r. ISSN 0883-1351.
  19. ^ 울프, J.A. 1993년리프 어셈블리에서 기후 파라미터를 얻는 방법.미국 지질 조사 회보, 2040, 73pp.
  20. ^ 스파이서, R.A., 2008년CLAMP. 수신인: V. Gornitz (편집자), 고생대 기후학과 고대 환경 백과사전.스프링거, 도드레흐트, 페이지 156-158
  21. ^ CLAMP on-line : CS1 유지보수 : 제목으로 복사 (링크)
  22. ^ Eiler JM (2007). ""Clumped-isotope" geochemistry – The study of naturally-occurring, multiply substituted isotopologues". Earth and Planetary Science Letters. 262 (3–4): 309–327. Bibcode:2007E&PSL.262..309E. doi:10.1016/j.epsl.2007.08.020.
  23. ^ Bernasconi, Stefano M.; Schmid, Thomas W.; Grauel, Anna-Lena; Mutterlose, Joerg (June 2011). "Clumped-isotope geochemistry of carbonates: A new tool for the reconstruction of temperature and oxygen isotope composition of seawater". Applied Geochemistry. 26: S279-S280. doi:10.1016/j.apgeochem.2011.03.080.