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受天文学因素影响的更新世前期地球气候和冰盖量变动

 Wsz6868 2023-05-16 发布于浙江

受天文学因素影响的更新世前期地球气候和冰盖量变动

2023年5月15日 |研究成果

天文学的な要因によって地球の運動が変化し、それによって氷床を含む地球の気候が影響を受ける様子の概念図

天文学因素导致地球运动发生变化,从而影响包括冰盖在内的地球气候的概念图信用:国立天文台) 原件大小(572KB)

距今约160万年前至120万年前地球气候变化的主要原因似乎还是在于宇宙。 通过最新的计算机模拟,我们了解了它的详细机制。 地球的公转轨道和自转轴的倾斜受到太阳、月亮和其他行星等重力的影响,会经过很长时间逐渐变化。 这种天文因素引起的地球运动的变化,会导致季节和太阳光照射的地方的变化,导致地球的气候变化。 特别是覆盖地表的冰块“冰床”的大小,对落下的太阳光的增减很敏感,地表大部分被冰床覆盖的时期“冰期”和冰床减少的时期“间冰期”反复。

在现代,冰期、冰期反复的周期约为10万年,基本上证实了这个期间是由天文学的因素引起的。 但是,地质记录显示,约80万年前的时代——更新世前期的周期很短,约为4万年。 虽然推测这个周期的差异是由于其他天体的重力使地球的运动发生了微妙的变化,但由于不了解其详细的机制,这个说法未必被接受。 但是近年来,由于地质记录数据精度的提高和理论研究的发展,可以更加详细地调查地球运动的变化对气候变化的作用。 东京大学大气海洋研究所的特任研究员渡边泰士(研究当时,现在是气象厅气象研究所research assochit )等的研究小组着眼于与现代差异特别显着的、约160万年前到120万年前的冰期周期。 然后用改进后的程序进行了大规模的计算机模拟。 这个模拟引入了最新的天体力学理论。 结果较好地再现了地质记录数据显示的约4万年冰期、冰期的周期。

通过详细分析这个模拟的结果,研究小组就地球运动的变化如何带来更新世前期的气候变化,其机制,明确了以下3点。 (1)冰期、冰期的周期由地球自转轴方向和公转轨道变化振幅的微小差异决定。 (2)冰期结束的时机,不仅取决于地球自转轴周期性倾斜度的变化,而且主要取决于公转轨道上夏至的位置(近日点)。 (3)间冰期的长短取决于地球自转轴的方向和夏至位置的变化时机。

研究小组的一员、引领天文学因素讨论的国立天文台讲师伊藤孝士说:“由于天文学因素对冰期反复的作用变得明确,不仅是更新世这一比较近的过去,对更远的过去和未来的地球,以及具有相似环境的其他行星的气候的理解也会进一步吧。”

本研究成果为y.Watanabe et al .“astronomical forcing shaped the timing of early Pleistocene glacial cycles”,由英国地球行星科学杂志《通信与地球科学》已于2023年5月15日刊登。

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