Последний межледниковый период: Эемский/Микулинский интергляциал

Введение

Межледниковый период, начавшийся 130 000 лет назад.

Последний межледниковый период, также известный как эемский (в основном используется в европейском контексте), среди других названий (включая сангамонский, ипсвичский, микулинский, кайдакский, вальдивский и рисс-вюрмский), был межледниковым периодом, начавшимся около 130 000 лет назад в конце предпоследнего ледникового периода и закончившимся около 115 000 лет назад в начале последнего ледникового периода. Он соответствует морской изотопной стадии 5e. Это был второй по последнему межледниковый период текущего ледникового периода, самым последним из которых является голоцен, продолжающийся до настоящего времени (после последнего ледникового периода). Во время последнего межледникового периода концентрация углекислого газа в атмосфере составляла около 280 частей на миллион. Последний межледниковый период был одним из самых теплых периодов за последние 800 000 лет, с температурами, сопоставимыми и иногда более высокими (в среднем на 2 градуса Цельсия), чем в современном межледниковом периоде голоцена, при этом максимальный уровень моря был на 6–9 метров выше, чем в настоящее время, а общий объем льда, вероятно, также был меньше, чем в голоцене. Последний межледниковый период известен как ипсвичский в Великобритании, микулинский (также пишется Милукинский) межледниковый период в России, вальдивский межледниковый период в Чили и рисс-вюрмский межледниковый период в Альпах. В зависимости от того, как конкретная публикация определяет сангамонскую стадию Северной Америки, последний межледниковый период эквивалентен либо всей стадии, либо ее части. Этот период относится к среднему палеолиту и представляет интерес для изучения эволюции анатомически современных людей, которые к этому времени обитали в Западной Азии (гоминины Схул и Кафзех), а также в Южной Африке, представляя собой самое раннее разделение современных человеческих популяций, которое сохраняется и по сей день (связанное с митохондриальной гаплогруппой L0).

Глобальные температуры

Считается, что климат последнего межледникового периода был теплее, чем в нынешнем голоцене. Температура последнего межледникового периода достигла пика в начале периода, примерно 128 000 – 123 000 лет до настоящего времени, прежде чем снизиться во второй половине периода. Изменения в орбитальных параметрах Земли по сравнению с современными (большая наклонность и эксцентриситет, а также положение перигелия), известные как циклы Миланковича, вероятно, привели к большим сезонным колебаниям температуры в Северном полушарии. По мере охлаждения последнего межледникового периода концентрация pCO2 оставалась стабильной. В течение северного лета температура в арктическом регионе была примерно на 2–4 °C выше, чем в 2011 году. Климат последнего межледникового периода в Арктике был крайне нестабильным, с выраженными колебаниями температуры, выявленными по флуктуациям δ18O в ледяных кернах Гренландии, хотя некоторая нестабильность, выявленная по данным проекта ледяных кернов Гренландии, может быть результатом смешения льда последнего межледникового периода с льдом предыдущих или последующих ледниковых интервалов. Самый теплый пик последнего межледникового периода был около 125 000 лет назад, когда леса достигали Северного мыса в Норвегии (в настоящее время это тундра), расположенного далеко за Полярным кругом. Деревья твердых пород, такие как орешник и дуб, росли до северных районов Оулу в Финляндии. На пике последнего межледникового периода зимы в Северном полушарии были, как правило, теплее и влажнее, чем сейчас, хотя в некоторых районах они были немного прохладнее, чем сегодня. Гиппопотамы обитали на севере до рек Рейн и Темза. Событие похолодания, сходное, но не идентичное событию 8,2 килолет, зафиксировано в Бекентине во время фазы E5 эемиана, примерно через 6290 лет после начала межледникового лесообразования. Исследование 2018 года, основанное на образцах почвы из Сокли в северной Финляндии, выявило резкие похолодания около 120 000 лет назад, вызванные изменениями в Североатлантическом течении, которые длились сотни лет и приводили к падению температуры на несколько градусов и изменениям в растительности этих регионов. В Северной Европе зимние температуры повышались в течение последнего межледникового периода, а летние – снижались. Во время максимума инсоляции с 133 000 до 130 000 лет назад талые воды Днепра и Волги привели к соединению Черного и Каспийского морей. В середине последнего межледникового периода ослабленная Атлантическая меридиональная циркуляция (AMOC) начала охлаждать восточную часть Средиземноморья. Период завершился постепенным падением температуры до условий, более холодных и сухих, чем нынешние, с 468-летним периодом засухи в Центральной Европе около 116 000 лет до нашей эры, и к 112 000 лет до нашей эры в южной Норвегии начали формироваться ледяные шапки, что ознаменовало начало нового ледникового периода. Эемианский период в Южной Европе длился примерно на 1500–3000 лет дольше, чем в Северной Европе. Каспар и др. (GRL, 2005) провели сравнение модели общей циркуляции (GCM) с реконструированными температурами последнего межледникового периода для Европы. Было установлено, что Центральная Европа (к северу от Альп) была теплее, чем сейчас, а к югу от Альп условия были на 1–2 °C холоднее, чем сегодня. Модель (сгенерированная с использованием наблюдаемых концентраций парниковых газов и орбитальных параметров последнего межледникового периода) в целом воспроизводит эти наблюдения, что позволяет авторам заключить, что этих факторов достаточно для объяснения температур последнего межледникового периода. Импульс талой воды 2B, приблизительно 133 000 лет назад, существенно ослабил Индийский летний муссон (ISM). Деревья росли до южного острова Баффина в Канадском Арктическом архипелаге: в настоящее время северная граница находится южнее, в Кууджуаке в северном Квебеке. Прибрежная Аляска была достаточно теплой летом из-за уменьшения морского льда в Северном Ледовитом океане, что позволило острову Сент-Лоуренс (в настоящее время тундра) иметь бореальный лес, хотя недостаток осадков привел к сокращению лесного покрова во внутренних районах Аляски и Юкона, несмотря на более теплые условия. Граница между прериями и лесами на Великих равнинах Соединенных Штатов находилась дальше на запад, недалеко от Лаббока в Техасе, тогда как нынешняя граница находится недалеко от Далласа. Межледниковые условия завершились в Антарктиде, в то время как в Северном полушарии все еще наблюдалось потепление.

The Last Interglacial climate is believed to have been warmer than the current Holocene. The temperature of the Last Interglacial peaked during the early part of the period, around 128,000 to 123,000 years Before Present, before declining during the latter half of the period. Changes in the Earth's orbital parameters from today (greater obliquity and eccentricity, and perihelion), known as Milankovitch cycles, probably led to greater seasonal temperature variations in the Northern Hemisphere. As the Last Interglacial cooled, pCO2 remained stable. During the northern summer, temperatures in the Arctic region were about 2–4 °C higher than in 2011. The Arctic Last Interglacial climate was highly unstable, with pronounced temperature swings revealed by δ18O fluctuations in Greenlandic ice cores, though some of the instability inferred from Greenland ice core project records may be a result of mixing of Last Interglacial ice with ice from the preceding or succeeding glacial intervals. The warmest peak of the Last Interglacial was around 125,000 years ago, when forests reached as far north as North Cape, Norway (which is now tundra) well above the Arctic Circle at Hardwood trees such as hazel and oak grew as far north as Oulu, Finland. At the peak of the Last Interglacial, the Northern Hemisphere winters were generally warmer and wetter than now, though some areas were actually slightly cooler than today. The hippopotamus was distributed as far north as the rivers Rhine and Thames. A cooling event similar to but not exactly mirroring the 8.2 kiloyear event is recorded from Beckentin during the E5 phase of the Eemian, some 6,290 years after the start of interglacial afforestation. A 2018 study based on soil samples from Sokli in northern Finland identified abrupt cold spells ca. 120,000 years ago caused by shifts in the North Atlantic Current, lasting hundreds of years and causing temperature drops of a few degrees and vegetation changes in these regions. In Northern Europe, winter temperatures rose over the course of the Last Interglacial while summer temperatures fell. During an insolation maximum from 133,000 to 130,000 BP, meltwater from the Dnieper and Volga caused the Black and Caspian Seas to connect. During the middle of the Last Interglacial, a weakened Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) began to cool the eastern Mediterranean region. The period closed as temperatures steadily fell to conditions cooler and drier than the present, with a 468 year long aridity pulse in central Europe at about 116,000 BC, and by 112,000 BC, ice caps began to form in southern Norway, marking the start of a new glacial period. The Eemian lasted about 1,500 to 3,000 years longer in Southern Europe than in Northern Europe. Kaspar et al. (GRL, 2005) performed a comparison of a coupled general circulation model (GCM) with reconstructed Last Interglacial temperatures for Europe. Central Europe (north of the Alps) was found to be warmer than present; south of the Alps, conditions were 1–2 °C cooler than today. The model (generated using observed greenhouse gas concentrations and Last Interglacial orbital parameters) generally reproduces these observations, leading them to conclude that these factors are enough to explain the Last Interglacial temperatures. Meltwater pulse 2B, approximately 133,000 BP, substantially weakened the Indian Summer Monsoon (ISM). Trees grew as far north as southern Baffin Island in the Canadian Arctic Archipelago: currently, the northern limit is further south at Kuujjuaq in northern Quebec. Coastal Alaska was warm enough during the summer due to reduced sea ice in the Arctic Ocean to allow Saint Lawrence Island (now tundra) to have boreal forest, although inadequate precipitation caused a reduction in the forest cover in interior Alaska and Yukon Territory despite warmer conditions. The prairie forest boundary in the Great Plains of the United States lay further west near Lubbock, Texas, whereas the current boundary is near Dallas. Interglacial conditions ended on Antarctica while the Northern Hemisphere was still experiencing warmth.

Уровень моря

Уровень моря в пик, вероятно, был выше, чем сегодня, с вкладом от Гренландии, теплового расширения и горных ледников до , а также неопределенным вкладом из Антарктиды. Исследование 2007 года обнаружило свидетельства того, что участок ледяного керна Гренландии Dye 3 был покрыт льдом во время последнего межледникового периода, что подразумевает, что Гренландия могла внести максимум в повышение уровня моря. Недавние исследования морских осадочных кернов у берегов Западной Антарктического ледяного щита указывают на то, что щит таял во время последнего межледникового периода, и что уровень океана поднимался со скоростью до 2,5 метров в столетие. Считается, что глобальные средние температуры поверхности моря были выше, чем в голоцене, но недостаточно, чтобы объяснить повышение уровня моря только за счет теплового расширения, поэтому должно было происходить таяние полярных ледяных шапок. Вследствие снижения уровня моря после последнего межледникового периода, в тропиках, особенно в Карибском бассейне и вдоль побережья Красного моря, широко распространены обнаженные ископаемые коралловые рифы. Эти рифы часто содержат внутренние поверхности эрозии, свидетельствующие о значительной нестабильности уровня моря во время последнего межледникового периода. Вдоль центрального средиземноморского побережья Испании уровень моря был сопоставим с современным. Скандинавия образовала остров из-за затопления территории между Финским заливом и Белым морем. Обширные территории северо-западной Европы и Западно-Сибирской равнины были затоплены.

Определение последнего межледникового периода

Последний межледниковый период был впервые установлен по данным скважин в районе города Амерсфорт (Нидерланды) Питером Хартингом в 1875 году. Он назвал эти отложения "Système Eémien" в честь реки Эем, на которой расположен Амерсфорт. Хартинг отметил значительные отличия морских моллюсков от современной фауны Северного моря. Многие виды из отложений последнего межледникового периода в настоящее время имеют более южное распространение, простираясь от юга Дуврского пролива до Португалии (Лузитанская фаунистическая провинция) и даже в Средиземноморье (Средиземноморская фаунистическая провинция). Более подробную информацию о моллюсковых комплексах приводят Лориэ (1887) и Спайнк (1958). С момента их открытия отложения последнего межледникового периода в Нидерландах в основном идентифицируются по содержанию морских моллюсков, в сочетании с их стратиграфическим положением и другими палеонтологическими данными. Морские отложения часто перекрыты моренами, которые датируются саалом, и выше залегают местные пресноводные или ветровые отложения вейхельского возраста. В отличие, например, от отложений в Дании, отложения последнего межледникового периода в типичном районе никогда не были обнаружены перекрытыми моренами или в ледниковых позициях. Ван Вортхуйзен (1958) описал фораминиферы из типового участка, а Загвийн (1961) опубликовал палинологические данные, предоставив подразделение этой стадии на пыльцевые зоны. В конце XX века типовой участок был повторно исследован с использованием старых и новых данных в рамках междисциплинарного подхода (Cleveringa et al., 2000). Одновременно был выделен парастратотип в Амстердамском ледниковом бассейне в скважине Амстердамского терминала, который также стал объектом междисциплинарного исследования (Van Leeuwen et al., 2000). Эти авторы также опубликовали U/Th дату для поздних отложений последнего межледникового периода из этой скважины – 118 200 ± 6300 лет назад. Исторический обзор голландских исследований последнего межледникового периода представлен Бош, Клеверингой и Мейером (2000).