Исследование погрешностей орбитального метода датирования льда по данным о его газосодержании на примере ледяного керна со станции Купол Фуджи (Антарктида)
Аннотация
Разработан алгоритм реализации нового метода датирования ледяных кернов, основанного на связи газосодержания ледникового льда с местной инсоляцией (Raynaud et al., 2007). Показано, что для совмещения рядов газосодержания с точно датированными расчетными рядами инсоляции идеально подходит техника непрерывного вейвлет-преобразования (CWT). Проведено тщательное исследование погрешностей орбитального тюнинга. Новый метод датирования впервые использован для построения орбитальной хронологической шкалы ледяных отложений в районе японской антарктической станции Купол Фуджи по данным о газосодержании полученного здесь ледяного керна. Стандартная ошибка возраста льда по этой шкале не превышает ±2,1 тыс. лет, т.е. близка к случайной погрешности оптимизированной временной шкалы AICC2012, разработанной ранее для пяти пунктов глубокого бурения в Антарктиде и Гренландии.
Ключевые слова
При поддержке: Российский научный фонд, грант 14-27-00030
Об авторах
А. А. Скакун
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия
Россия
Ведущий инженер.
Санкт-Петербург
В. Я. Липенков
ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Россия
Россия
Кандидат географических наук.
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Bazin L., Landais A., Lemieux-Dudon B., Toye Mahamadou Kele H., Veres D., Parrenin F., Martinerie P., Ritz C., Capron E., Lipenkov V., Loutre M.-F., Raynaud D., Vinther B., Svensson A., Rasmussen S., Severi M., Blunier T., Leuenberger M., Fischer H., Masson-Delmotte V., Chappellaz J., Wolff E. An optimized multi-proxies, multi-site Antarctic ice and gas orbital chronology (AICC2012): 120–800 ka // Climate of the Past. 2013. Vol. 9. № 4. P. 1715–1731. doi: 10.5194/cp-9-1715-2013.
2. Berger A. Long-term variations of daily insolation and Quaternary climatic change // J. Atmos. Sci. 1978. Vol. 35. P. 463–467. doi: http://dx.doi.org/10.1175/1520-0469(1978)035<2362:LTVODI>2.0.CO;2
3. Hondoh T., Narita H., Hori A., Fujii M., Shoji H., Kameda T., Mae S., Fujita S., Ikeda T., Fukazawa H., Fukumura T., Azuma N., Wang Y., Kawada K., Watanabe O., Motoyama H. Basic analyses of Dome Fuji deep ice core. Part 2: Physical properties // Proc. NIPR Symp. Polar Meteorol. Glaciol. 1999. Vol. 13. P. 90–98.
4. Hondoh T., Shoji H., Watanabe O., Tsyganova E.A., Salamatin A.N., Lipenkov V.Ya. Average time scale for Dome Fuji ice core, East Antarctica // Polar Meteorol. Glaciol. 2004. Vol. 18. P. 1–18.
5. Hondoh T., Shoji H., Watanabe O., Salamatin A.N., Lipenkov V.Ya. Depth-age and temperature prediction at Dome Fuji station, East Antarctica // Annals of Glaciology. 2002. Vol. 35. № 1. P. 384–390. doi: http://dx.doi.org/10.3189/172756402781817013.
6. Huybers P. Early Pleistocene glacial cycles and the integrated summer insolation forcing // Science. 2006. Vol. 313. № 5786. P. 508–511. doi:10.1126/science.1125249.
7. Kawamura K. Variations of atmospheric components over the past 340,000 years from Dome Fuji deep ice core, Antarctica // Tohoku University. Sendai. 2000. Vol. 182. doi: 10.11501/3188644.
8. Kawamura K., Parrenin F., Lisiecki L., Uemura R., Vimeux F., Severinghaus J.P., Hutterli M.A., Nakazawa T., Aoki S., Jouzel J., Raymo M.E., Matsumoto K., Nakata H., Motoyama H., Fujita S., Goto-Azuma K., FujiiY., Watanabe O. Northern Hemisphere forcing of climatic cycles in Antarctica over the past 360,000 years // Nature. 2007. Vol. 448. P. 912–916. doi: 10.1038/nature06015.
9. Laskar J., Robutel P., Joutel F., Gastineau M., Correia A.C.M., Levrard B. A long-term numerical solution for the insolation quantities of the Earth // Astronomy and Astrophysics. 2004. Vol. 428. P. 261–285. doi: 10.1051/0004-6361:20041335.
10. Lipenkov V., Candaudap F., Ravoir J., Dulac E., Raynaud D. Instruments and Methods: A new device for the measurement of air content in polar ice // Journal of Glaciology. 1995. Vol. 41. № 138. P. 423–429. doi: http://dx.doi.org/10.3198/1995JoG41-138-423-429.
11. Lipenkov V.Ya., Raynaud D., Loutre M.F., Duval P. On the potential of coupling air content and O2/ N2 from trapped air for establishing an ice core chronology tuned on local insolation // Quaternary Science Reviews. 2011. Vol. 30. № 23–24. P. 3280–3289. doi: 10.1016/j.quascirev.2011.07.013.
12. Martinerie P., Lipenkov V., Raynaud D. Correction of the air content mеasurements in polar ice for the effect of cut bubbles at the surface of the sample // Journal of Glaciology. 1990.Vol. 36. № 124. P. 299–303. doi: http://dx.doi.org/10.3198/1990JoG36-124-299-303.
13. Mélice, J.L., Servain J. The tropical Atlantic meridional SST gradient index and its relationship with the SOI, NAO and Southern Ocean //J. Climate Dynamics. 2003. Vol. 20. № 5. P. 447–464. doi: 10.1007/s00382-002-0289-x.
14. Paillard D., Labeyrie L., Yiou P. Macintosh Program Performs Time-Series Analysis // EOS. Transact. AGU.1996. Vol. 77. № 39. P. 379. doi: 10.1029/96EO00259.
15. Petit J.R., Jouzel J., Raynaud D., Barkov N.I., Barnola J.M., Basile I., Bender M., Chappellaz J., Davis M., Delague G., Delmotte M., Kotlyakov V.M., Legrand M., Lipenkov V.Ya., Lorius C., Pepin L., Ritz C., Saltzman E., Stievenard M. Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica // Nature. 1999. Vol. 399. № 6735. P. 429–436.
16. Railsback L.B., Gibbard P.L., Head M.J., Voarintsoa N.R., Toucanne S. An optimized scheme of lettered marine isotope substages for the last 1.0 million years, and the climatostratigraphic nature of isotope stages and substages // Quaternary Science Reviews. 2015. Vol. 111 P. 94–106. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.quascirev.2015.01.012.
17. Raynaud D., Lipenkov V.Ya., Lemieux-Dudon B., Duval P., Loutre M.-F., Lhomme N. The local insolation signature of air content in Antarctic ice. A new step toward an absolute dating of ice records // Earth and Planetary Science Letters. 2007. Vol. 261. № 3–4. P. 337–349. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2007.06.025
18. Torrence C., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // Bulletin of the American Meteorological Society. 1998. Vol. 79. № 1. doi: http://dx.doi.org/10.1175/1520-0477(1998)079<0061:APGTWA>2.0.CO;2.
19. Veres D., Bazin L., Landais A., Toye Mahamadou Kele H., Lemieux-Dudon B., Parrenin F., Martinerie P., Blayo E., Blunier T., Capron E., Chappellaz J., Rasmussen S., Severi M., Svensson A., Vinther B.,
20. Wolff E. The Antarctic ice core chronology (AICC2012): an optimized multi-parameter and multi-site dating approach for the last 120 thousand years // Climate of the Past. 2013. Vol. 8. № 6. P. 6011–6049. doi:10.5194/cp-9-1733-2013.
21. Watanabe O., Jouzel J., Johnsen S., Parrenin F., Shojik H., Yoshida N. Homogeneous climate variability across East Antarctica over the past three glacial cycles // Nature. 2003. Vol. 422. № 6931. P. 509–512.
22. Watanabe O., Kamiyama K., Motoyama H., Fujii Y., Shoji H., Satow K. The paleoclimate record in the ice core at Dome Fuji station, East Antarctica // Annals of Glaciology. 1999. Vol. 29. № 1. P. 176–178. doi:http://dx.doi.org/10.3189/172756499781821553.
Рецензия
Для цитирования:
Скакун А.А., Липенков В.Я. Исследование погрешностей орбитального метода датирования льда по данным о его газосодержании на примере ледяного керна со станции Купол Фуджи (Антарктида). Проблемы Арктики и Антарктики. 2016;(4):14-29.
For citation:
Skakun A.A., Lipenkov V.Y. Assessing the uncertainties of an ice core time scale based on orbital tuning of air content records: a case study of the Dome Fuji (Antarctica) ice core. Arctic and Antarctic Research. 2016;(4):14-29. (In Russ.)
Просмотров: 440
Послать статью по эл. почте 
