Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гилмор Р. -> "Прикладная теория катастроф Том 2" -> 32

Прикладная теория катастроф Том 2 - Гилмор Р.

Гилмор Р. Прикладная теория катастроф Том 2 — М.: Наука, 1990. — 287 c.
Скачать (прямая ссылка): prikladnayateoriyakatastroft21990.pdf
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 109 >> Следующая

78

Глава 16

Исследования проводились на двух кернах глубоководных отложений, взятых из определенной точки южной части Тихого океана, расположенной примерно на одинаковом расстоянии от Африки, Антарктиды и Австралии, что позволяло свести к мини-муму любые возможные искажения за счет эрозии суши. По скорости отложения осадочных пород определяли их возраст: чем глубже уровень отбора керна, тем старше осадочная порода. В качестве маркеров дат по оси отложения были использованы некоторые глобальные изменения, подтвержденные достаточно надежными данными, такими, как изменения магнитного поля и изотопные аномалии. По маркерам определялась скорость отложения осадочных пород. В выбранных точках она превышала 3 см/1000 лет. Пробы брались через каждые 10 см по глубине, так что временной интервал между последовательными пробами был менее 3 тыс. лет. Подобным образом были с достаточной точностью получены временные отметки на протяжении 450 тыс. лет.

Были выполнены анализы трех типов каждого из образцов, взятых через каждые 10 см. Исследовались скелеты (а точнее то, что от них осталось) определенных видов мелких животных. Когда эти животные погибали, их скелеты оседали на дно и становились частью осадочных пород. На основании относительного изобилия этих видов и содержания в них изотопов можно получить информацию об изменении температуры в зависимости от времени, отсчитываемого назад, что соответствовало продвижению в глубь отложений.

Были проведены анализы на содержание (1) изотопа 180, (2) Ts и (3) С. davisiana.

1. Содержание изотопа 180 в останках животных отражает содержание этого изотопа в Мировом океане. Скорость испарения воды, в состав молекул которой входит более тяжелый изотоп кислорода, несколько меньше, чем скорость испарения обычной воды Н2160. В периоды роста ледников запасы воды в Мировом океане будут истощаться. Испарение в первую очередь обычной воды приведет к увеличению отношения 180/160 в отложениях скелетов животных. Изменения этого отношения свидетельствуют об изменениях климата в Северном полушарии.

2. Проводился статистический анализ скелетных останков радиолярий различных видов. Относительное обилие последних является мерой повышения температуры воды в поверхностном слое над местом взятия кернов.

3. Относительное обилие одного из видов радиолярий (С. davisiana), используемых при анализе содержания Ts, позволяет оценить температуру и градиент солености в поверхностных водах Антарктики.
Климатология

79

Параметрб/ Черный Изменение
ор&иты ящик климата
а

Рис. 16.7.

а — Землю можно рассматривать как «черный ящик», преобразующий изменения пара-метров орбиты в изменения климата. Если этот «черный ящик» может быть описан системой линейных уравнений, не зависящих от времени, то частотным компонентам возмущений на входе должны соответствовать аналогичные компоненты на выходе; б — колебания инсоляции верхних слоев атмосферы могут быть рассчитаны по известным данным об изменениях параметров орбиты Земли. Инсоляция является входной переменной в системе, определяющей механизм климата Земли. Изменения климата приводят к изменению облачного покрова Земли и альбедо; аналогичное влияние оказывают другие факторы (например, вулканическая активность), не связанные непосредственно с климатом. Для описания этнх процессов добавлен контур обратной связи с шумом.

Данные анализов, проведенных на двух кернах из субантарктической области, свидетельствуют о колебании температуры в Северном полушарии, в поверхностных водах субантарктических областей и Антарктики за последние 450 тыс. лет с интервалом 3 тыс. лет.

Точный механизм влияния изменения параметров орбиты на климат не известен. Тем не менее теорию Миланковича можно проверить, вводя простейшее из возможных допущений, а именно связь между такими изменениями подчиняется линейному закону (рис. 16.7,а). Тогда колебания определенной частоты на входе системы (изменения параметров орбиты) должны соответствовать таким же колебаниям на ее выходе (изменения климата). Периоды изменения параметров орбиты составляли: 100 тыс. лет (эксцентриситет), 41 тыс. лет (наклонение эклиптики), 23 и 1& тыс. лет (прецессия).

Периоды изменения климата определялись на основании гармонического анализа (по Фурье) результатов описанных выше анализов керновых образцов. Амплитуды гармоник по Фурье были представлены графически в виде зависимости от частоты (величины, обратной периоду). В результате такой обработки данных удалось выявить периодически? компоненты в диапазо-
80

Глава 16

нах 87—119, 37—47 и 21—24 тыс. лет. Отношение площадей под этими пиками было 7:2:1. Для данных анализа 180 колебания, соответствующие периоду 20 тыс. лет, можно было разложить на две гармонические составляющие с периодами 24 и 19,5 тыс. лет. Полученные результаты свидетельствуют также о том, что ледниковые периоды были связаны с периодами малого эксцентриситета орбиты.

Приведенное выше сравнение астрономических данных об изменении параметров орбиты с геологическими данными об изменении температур в арктических, субантарктических и антарктических областях подтверждает гипотезу Миланковича, согласно которой эволюция орбиты является главным фактором, определяющим климатические сдвиги [22, 23].
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 109 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed