рослинності

  • предметів
  • реферат
  • вступ
  • результат
  • Рекорд Землі
  • До і після ЕОТ: порівняння розподілу приабонських та рупельських біомів
  • Зміни в групах пилку в межах EOT
  • Кількісні оцінки зміни клімату в EOT
  • обговорення
  • методи
  • Реконструкція палеобіома
  • Пилок збирається через ЕОТ
  • Наземна кліматологія
  • Детальніше
  • Додаткова інформація
  • Документи Word
  • Додаткова інформація
  • Файли Excel
  • Додатковий набір даних 2-4
  • Коментарі

предметів

реферат

Швидке глобальне охолодження в еоцен - перехід олігоцену (EOT),

33, 9 - 33, 5 млн. Років, як правило, вважається початком сучасного світу льодовиків. Велике і швидке зниження атмосферного pCO 2 було запропоновано як рушійну силу вимирання морської імперії та обмерзання Антарктиди. Однак глобальна наземна реакція на це охолодження непевна. Тут ми представляємо перші реконструкції глобальної рослинності та земної температури для ЕОТ. Використовуючи обширний набір палінологічних даних, який статистично згруповано у палеобіоми, ми показуємо тимчасовіший характер наземних кліматичних змін, пропонуючи просторову та часову неоднорідність зміни рослинності в ЕОТ в обох півкулях. Реконструйовані температури землі свідчать про похолодання для багатьох регіонів, яке розпочалося задовго до ЕОТ і продовжилося в ранньому олігоцені. Ми прийшли до висновку, що гетерогенна модель глобальної зміни рослинності регулюється комбінацією декількох сил, таких як тектоніка, зниження рівня моря та довгострокове зниження концентрацій парникових газів під час пізнього етанолу до раннього олігоцену, і це не єдина реакція на швидке зниження атмосферного pCO 2 в EOT.

Символи позначають різні проксі-сервери: кола = ізотопи бору (червоний 4), діаманти = купольні індекси (жовтий 99; темно-зелений 100, 101; рожевий 12), квадрати = алкенони (синій 5; оранжевий 102) і трикутники = ізотопи діатомових водоростей (зелений ). Накачування СО 2 та мінімуми, пов'язані з ЕОТ, знайдені у Pearson et al., 33, 7-33, 5 млн. Років. 4, Zhang et al. 102 та Heureux та Rickaby 103 записи.

Повнорозмірне зображення

У морській сфері EOT представлений двоступеневим зміщенням ізотопів кисневих підземних вод, що пов'язано з льодовиковим прогресом в Антарктиді 2, 13, вимираннями в морському царстві 1, поглибленням глибини компенсації кальцію 14 та глобальним охолодженням клімату . 2, 6. Постійність цього глобального похолодання невизначена. Деякі записи свідчать про повернення до майже еоценового клімату незабаром після ЕОТ 3, 15, 16, тоді як інші вказують, що ЕОТ був кроком безперервного охолодження 2, 6. Аргумент кліматичної рефлексії проти кліматичного кроку додатково помножується на зростаючу кількість останніх робіт, які свідчать про те, що на бентосний сигнал ізотопу кисню можуть впливати зміни в циркуляції океану без охолодження атмосфери 7 і що антарктична палеотопографія може містити більше крижаного покриву, тому вимагає менше ізотопних сигналів кисню від температури 17 .

Блакитні кола показують місця, де оригінальна інтерпретація інтерпретувала стан флори або зміни клімату, що відбулися в ЕОТ (N = 14). Зелені кола вказують на палінологічні місця, де флора та/або клімат не змінилися до ЕОТ (N = 27). Червоні кола показують розміщення сторінок із поступовою зміною (N = 29). Жовті кола представляють місця невизначеної дати або дослідження, які жодним чином не стосуються ЕОТ (N = 24). Палінологічні ділянки, що мають дані лише для Приабонського або Рупельського, позначаються окремо (N = 122). Карта, сформована в ArcMap 10.4.1.

Повнорозмірне зображення

результат

Рекорд Землі

Що стосується наземної зони, відсутність довгих та добре датованих записів осадів спричиняє значні обмеження для детальної просторової та часової реконструкції екологічних змін в ЕОТ. Набір даних наземного проксі, що проходить через ЕОТ, є дуже скупим, і фактично виявляються менш чіткими, ніж у морських записах, без послідовної схеми змін 1. Палеоекологічні дані можна розділити на три основні групи (рис. 2), які показують або те, і інше (а) без змін в EOT 22, 23, ( б) значне похолодання в ЕОТ 17, 24, 25, 26, часто пов'язане зі збільшенням сезонності та зниженням зимових температур 27, 28 або в) поступова зміна, яка розпочалась до ЕОТ під час середнього та пізнього етанолу і продовжувалась до олігоцену 12, 23, 29, 30. Наземні ізотопи кисню не виявили змін у Південній Америці 31, але сильне похолодання в Північній Америці та Північно-Західній Європі 18, 19. Оборот фауністичних ссавців в ЕОТ добре задокументований у випадку Євразії 24, але, схоже, це не відбувається в Північній Америці, де травоїдні зуби ссавців ссавців демонструють довгострокові зміни порівняно із середнім еоцену, а не короткострокові зміни в ЕОТ 32 .

До і після ЕОТ: порівняння розподілу приабонських та рупельських біомів

З 216 ділянок з палінологічними даними (59 ділянок із зразками для приабонського та рупельського) було реконструйовано 154 приабонського та 106 рупельських палеобіомів. Статистично визначені палео-біоми показують географічне поширення, яке набагато тепліше для світу, ніж сьогодні, з теплими помірними лісами, що досягають Полярного кола. Порівняння розподілу рупельського та пріабоновійського біоупів виявляє неоднозначну картину регіональних змін і відсутність змін (рис. 3). На основі керівних принципів, розроблених Міжурядовою групою експертів з питань

Палео-біоми були реконструйовані з використанням даних про схожість Жакарда щодо наявності та відсутності таксонів пилку та спор, які були згруповані за допомогою кластерного аналізу, а групи об'єктивно визначені SIMPROF (див. Деталі методів). Карта, сформована в ArcMap 10.4.1.

Повнорозмірне зображення

Зміни в групах пилку в межах EOT

Подібність Жаккарда (блакитна лінія) є мірою схожості між пилковою системою та складом, що знаходиться безпосередньо стратиграфічно під нею. Кількість названих таксонів пилку (червона лінія) забезпечує простий спосіб визначити, чи могли тафономічні процеси (збереження/ідентифікація паліноморфів) вплинути на схожість пилкових збірок. Деякі сайти мають числові хронології, тоді як інші датовані геологічними фазами (повна інформація про методи датування, що використовуються на кожному сайті, наведена в додатковій таблиці S2). Карта, сформована в ArcMap 10.4.1.

Повнорозмірне зображення

Кількісні оцінки зміни клімату в EOT

36 млн. Років, а потім реконструйований MATR охолодили до 11, 3–15,5 ° C (рис. 5). Цей MATR залишався відносно постійним до 32–31 млн. Років, коли MATR збільшувався до 12, 2–20, 6 ° C (рис. 5).

Горизонтальні смуги представляють MATR, заснований на підході співіснування. Вертикальні смуги представляють діапазон неточностей для датування кожного збору пилку. Кольорові області демонструють тенденцію до MATR. Сірі смуги показують прийнятий діапазон часу EOT (33, 9–33, 5 млн. Років). MATR було реконструйовано з використанням підходу співіснування, який реконструює діапазон однаково можливих температур, в межах яких міг існувати викопний квітковий масив. 93 Якщо діапазон вузький, існує більша впевненість у трактуванні змін клімату, тоді як широкий діапазон забезпечує меншу впевненість у наших палеокліматичних інтерпретаціях. Карта, сформована в ArcMap 10.4.1.

Повнорозмірне зображення

обговорення

Зміна клімату під час ЕОТ була пов'язана зі зменшенням атмосферного СО2 на 400-600 ppmv у період 0,5 млн. 4, 5, що мало змусити приховано реорганізувати розподіл біому 36. Глобальні реконструкції неогенової рослинності та наземних температур із використанням методів, подібних до методів цього дослідження, показали високу чутливість розподілу прихованого біому до минулих змін глобального клімату та CO 2 20, 21. Наприклад, зменшення атмосферного СО2 приблизно на 150-250 ppmv від кінця середнього кліматичного оптимуму міоцену до месіанського призвело до рівномірного, рівномірного зміщення зон рослинності понад 10 градусів широти 20. Кліматична чутливість (реакція глобальної температури на подвоєння pCO 2) може бути набагато нижчою під час палеогену, ніж під час неогену 9, 37. Однак, оскільки температурна реакція на зміни pCO 2 сильно посилюється у високих широтах, раптова зміна глобальної температури навіть на кілька градусів повинна спричинити рівномірний зсув зон широкої рослинності 20, 21, 36 .

У середніх широтах Північної півкулі наші основні палеобіохімічні зміни між Приабонійським та Рупельським пов язані з розподілом сухих біомів у південно-західній Європі та центральній та східній Азії (рис. 3). Розподіл сухих біомерів у цих регіонах відповідає попереднім дослідженням 26, 47, 48. Сухість у Середній Азії спостерігається з раннього періоду еоцену, і, можливо, це результат тектонічної плавучості 48 та подальшої морської регресії в період середнього та пізнього еоцену 49, ізолюючи територію від джерел вологи 48, 49. Незважаючи на те, що посушливість в Європі пояснюється підйомом і падінням рівня моря 47 в Альпах, це, мабуть, з кінця еоцену, оскільки ізотопні дані Іспанії не свідчать про зміни в пізньому еоцені та ранньому олігоцені 50, тоді як основні квіткові зміни починаються Приабонян 51. Розподіл палео-біомерів та схожість Жаккарда в тропіках не свідчать про суттєві зміни між приабонськими та рупельськими (малюнки 3 та 4). Хоча зменшена кількість тропічних мангрових заростей, боліт та лісових біомів під час Рупельського періоду може стосуватися загальносвітового зниження рівня моря на 70 метрів, що пов’язано із зростанням крижаного шару Антарктики 52 .

У середніх широтах південної півкулі розподіл палеобіома незмінний між Приабонським та Рупельським (рис. 3). На півдні Південної Америки наземні ізотопи кисню та фітоліти продемонстрували квазістатичний клімат та рослинність протягом 23, 31 ЕОТ. Навпаки, динаміка пожежі в цій зоні змінюється до EOT о

35 млн. Років і після ЕОТ в короткостроковому інтервалі 200 мокрих ситуацій 53. Одночасно з цією першою зміною динаміки пожежі відновлюється охолодження MATR для району Південно-Західної Атлантики на ≤ 5 ° C (рис. 5). Розподіл палео-біомерів залишається незмінним в Австралії, тоді як реконструкції MATR демонструють охолодження до 35 млн. Років (рисунки 3 та 5). Наявність високо та дуже надійних місць палеобіомів тундри в Антарктиді демонструє продовження рослинності на початку олігоцену на континенті, незважаючи на розвиток великого крижаного покриву Антарктики 54, 55, 56 .

Недостатній контроль за віком та відсутність сучасної аналогової рослинності є невід’ємною частиною найглибших геологічних досліджень, а також обмежують наш підхід, який потрібно розглянути перед подальшим обговоренням загальних наслідків наших висновків. Низьке нарахування наших записів може перешкоджати ідентифікації передбачуваного "перехідного" EOT з короткочасним охолодженням і подальшим поверненням до рівнів майже до EOT 3, 16. Ні реконструкція регіональної температури (рис. 5), ні записи осадів у нашому наборі даних, які мають достатній контроль та вікову роздільну здатність для ідентифікації короткочасної зміни ЕОТ (рис. 4), не підтверджують "перехідну" гіпотезу ЕОТ.

Ми мінімізували потенційну невизначеність використання НЛР для реконструкції біомів, використовуючи статистичний підхід до виробництва палеобіомів (рис. 3). Цей метод використовував дані про наявність/відсутність, а не про чисельність окремих таксонів окремого пилку. Зосередившись на даних про наявність/відсутність, ми усунули будь-який шум у наших реконструкціях через зміну середовища існування, зміни земель, зміни середовища осадження або відмінності між методами підрахунку палінологів 67. Наш підхід спеціально розроблений для виявлення великих змін у розподілі біомів, в основному спричинених зміною клімату та супроводжуваних значними змінами у складі таксонів. З цієї причини, однак, наш підхід не може виявити відносні зміни в достатку в меншій мірі, що може пояснити деякі відмінності в нашій реконструкції в глобальному масштабі порівняно з окремими дослідженнями, які виявили зміну ЕОТ від коливань частки різних видів пилку . .

методи

Реконструкція палеобіома

Блок-схема показує процеси, що виконуються для розробки статистично скупчених палео-біомерів для ЕОТ. Кольори вікон відносяться до стадій процесу: червоний = вихідні дані; синій = статистичне групування та інтерпретація; зелений = кінцевий продукт.

Повнорозмірне зображення

Пилок збирається через ЕОТ

Ми використали одинадцять сайтів із файлу даних TEVIS із суцільним записом, що охоплює ЕОТ, для аналізу змін у збірці пилку з часом. Ці скупчення пилку, безумовно, пов’язані з хроностратиграфією, що дає змогу дізнатись про положення ЕОТ; числа 2, 3, 8 і 11 мають числову хронологію; 6 і 7 мають датовані горизонти вгорі та внизу записів; 1, 4, 5, 9 і 10 не мають числової хронології, але положення ЕОТ відомо (додаткова таблиця S2). Потім для кожної ділянки був побудований індекс схожості кожного набору пилку Жакарда щодо набору пилку, який знаходиться безпосередньо стратиграфічно під ним. Кількість таксонів пилку в наборі даних також було побудовано, оскільки значне збільшення або зменшення кількості таксонів пилку штучно зменшило б схожість послідовних зборів.

Наземна кліматологія

Використання безпосередньо живих родичів (НЛР) для реконструкції рослинних спільнот та таких змінних середовища, як температура, передбачає, що сучасні кліматичні допуски до біомів та видів можуть бути продовжені до останніх 95 років. Це припущення було обґрунтоване численними проксі-дослідженнями, що охоплюють більшу частину кайнозою, які показують порівнянні результати реконструкцій температури землі за допомогою NLR, фізіономічних та ізотопних методів 95, 98. Незважаючи на загальну згоду між різними методами відновлення наземної температури, ми зосередили наші результати на відносних змінах температури, а не на абсолютних значеннях (рис. 5).

Детальніше

Як цитувати цю статтю: Терези, М. Дж. Та Зальцманн, У. Неоднорідність у глобальній рослинності та наземні кліматичні зміни під час пізнього переходу еоцену у ранній олігоцен. Наук. Респ. 7, 43386; doi: 10, 1038/srep43386 (2017).

Примітка видавця: Природа Спрінгера залишається нейтральною щодо вимог юрисдикції в опублікованих картах та інституційних асоціаціях.