Cool tropiska paradox
Den kalla tropiska paradoxen är den uppenbara skillnaden mellan modellerade uppskattningar av tropiska temperaturer under varma, isfria perioder av krita och eocen , och de kallare temperaturer som proxies föreslog var närvarande. Den långvariga paradoxen löstes när nya proxy-härledda temperaturer visade betydligt varmare tropikerna under tidigare växthusklimat. Problemet med låg gradient, det vill säga de mycket varma polarområdena med hänsyn till dagens, är fortfarande ett problem för de senaste klimatmodellerna.
Paradoxens ursprung
Proxy -baserade rekonstruktioner av paleotemperatur verkade förutsäga en låg temperaturgradient mellan tropikerna och polerna . Data från ytboende foramanifer antydde att under den sena kritatiden, en ovanligt varm period, var havsytans temperatur kallare än dagens. Termen tillämpades senare på liknande situationer, till exempel under eocen.
Klimatmodeller som fungerade under tertiären misslyckades med att producera denna lågtemperaturgradient; för att matcha de observerade uppgifterna förutspådde de att tropikerna skulle vara 40 °C eller mer - mycket varmare än proxies sa att de var, och mycket varmare än de tropiska yttemperaturerna som observeras idag, som i genomsnitt är runt 25 °C (77 °C) F). För att försöka matcha uppgifterna krävdes bisarra modeller som involverade orimliga virvlar.
Modeller
Modeller utvecklades för att förutsäga och förklara bristen på is under de varma perioderna av krita och eocen. Modeller utvecklas enligt den grundläggande principen att de ska hållas så enkla som möjligt. Följaktligen försökte de första modellerna förklara bristen på is med enbart den olika kontinentala konfigurationen. Dessa kunde inte producera ett isfritt tillstånd utan att använda en ökad atmosfärisk koncentration av CO 2 ; detta antagande kontrollerades mot bevisen och befanns vara giltigt. Detta introducerade en ny svårighet: mer CO 2 skulle ge varmare tropiska havstemperaturer, och bevisen tydde på att de var samma eller till och med kallare än dagens.
Data som stöder svala tropiska hav
Foraminiferala data, som tyder på tropiska temperaturer som är svalare än dagens, höll inte med terrestra proxies, som talade om varmare temperaturer - även om de flesta av de terrestra siffrorna är baserade på extrapolering av data från utanför tropikerna.
Felkällor
Det analytiska felet är runt 2–3 °C för enskilda prover, men detta sjunker till 0,5–1,0 °C när ett prov analyseras - inte tillräckligt för att förklara avvikelsen. Andra faktorer gör att alla orörda prov kan anses ha ett associerat fel på upp till 3 °C. Förändringar i salthalt, kinetisk och diagenes, kan också förvirra analysen: de två sistnämnda uppskattas var och en minska uppskattade temperaturer med 1−2 °C och är svåra att kvantifiera.
Avstämning av data med modellen
Om man tar uppgifterna för att vara sanna, hur skulle de kunna förenas med modellens förutsägelser? Det enda sättet som modellen kunde "tweakas" var genom att pilla med parametriseringen av moln, en av de mest oförutsägbara aspekterna av någon modell. Modellen justerades för att anta att de högre CO 2 -nivåerna gav mer tropiskt molntäcke, vilket skyddade dessa regioner från solens värme. Det fanns dock inga bevis för detta beteende och lämnade fortfarande problem. Polarna var fortfarande varmare än vad modellerna förutspådde. Ytterligare återkopplingar, inklusive ökad värmetransport mot polen genom haven, och vegetationssvar på höga breddgrader, föreslogs, men dessa förklarade inte helt beteendet på södra halvklotet respektive vintern.
Att reda ut paradoxen
Antydningar av värme - terrestrial proxy
Data från terrestra proxies antydde att ekvatorn kan ha nått 30 °C - men denna siffra är baserad på extrapolering av data som hittats utanför tropikerna. Detta skulle antyda att de foramanifera proxyerna var fel - testerna kan kanske ha överskrivits av diagenes . Forskare vände sig till grunda marina blötdjur eftersom det är lätt att avgöra om deras skal hade förändrats av diagenes.
Detektering av diagenes hos blötdjur
Många blötdjursskal är konstruerade av aragonit, ett mineral som snabbt ersätts av kalcit genom diagenetisk förändring. Dessutom bevarar blötdjur nära stranden säsongsvariationer i sina skal, en egenskap som skulle gå förlorad i närvaro av en diagenetisk signal. Detta tar bort oklarheter om huruvida ett skal har påverkats av efterdeponeringsprocesser.
Data från blötdjur
Bevis från blötdjuren antydde en avkylning mellan eocen och oligocen. Tagna från Mississippi-fjärden, registrerade de temperaturer på omkring 26 °C i eocen och 22 °C i oligocen; denna kylning var markant säsongsbetonad, med rekonstruerade vattentemperaturer som var 5° svalare på sommaren, men bara 3° svalare på vintern. Denna trend passar bäst om CO 2 var den dominerande kraften för kylning.
Vintertemperaturerna för blötdjur matchar väl med foramanifera temperaturer, vilket tyder på att foramanifera huvudsakligen växte under vintermånaderna. De övergripande temperaturerna överensstämde väl med terrestra och modellerade uppskattningar av en havstemperatur runt 4–5° varmare än dagens.
Omprövning av foraminiferregistret
Magnesium/kalcium paleotermometern är ett nyligen utvecklat alternativ till δ 18 O-metoden och undviker många av de osäkerheter som är inneboende i den senare metoden. Användning av denna teknik genererar resultat mer överensstämmande med de förväntade, i motsats till de ursprungliga δ 18 O-posterna från samma platser. Ytterligare noggranna studier riktade sig enbart till de foraminifer som kunde påvisas inte ha genomgått någon diagenes i själva verket ger en δ 18 O-signatur liknande den förväntade, vilket tyder på att dålig konservering var ansvarig för den ursprungliga förvirringen.