hoofdstuk 4 Global glacial isostatic adjustment and modern instrumental records of relative sea level history

een zeer gedetailleerde global visco-elastic theory of the process of glacial isostatic adjustment (GIA) is ontwikkeld. Toepassing van deze theorie op de voorspelling van postglaciale relatieve zeeniveau geschiedenissen heeft aangetoond dat de meeste 14C-gedateerde waarnemingen, van alle locaties in de Globale database, goed worden verklaard door een sferisch symmetrisch visco-elastisch model waarvan de elastische structuur is bevestigd aan die van PREM en waarvan het radiale viscositeitsprofiel dat van het VM2-model is. Natuurlijk zijn er uitzonderingen op deze algemene regel betreffende de goedheid van fit van de voorspellingen van het sferisch symmetrisch model op de waarnemingen. Bijvoorbeeld, op locaties zoals het schiereiland Huon van Papoea – Nieuw-Guinea, waar de hele kustlijn coseismisch wordt opgetild, kunnen de voorspellingen van het GIA-model de waarnemingen niet verklaren (zie Peltier, 1998a, Peltier, 1998d). Er wordt verwacht dat op andere tectonisch actieve locaties soortgelijke misfits van de sferisch symmetrische theorie aan de waarnemingen ook duidelijk zouden moeten zijn. Voorbeelden van dergelijke regio ‘ s zijn zeker het Middellandse Zeegebied, Japan, en misschien ook het Pacifische noordwesten van Noord-Amerika, waar de Cordilleraanse ijskap een belangrijke rol speelde in het beheersen van de lokale geschiedenis van relatieve verandering van het zeeniveau, maar die ook wordt beïnvloed door actieve subductie.

deze gebieden van misfit aan de RSL voorspellingen van de Globale visco-elastische theorie van de postglaciale zeespiegel verandering niet weerstaan, de mate waarin deze globale sferisch symmetrische theorie succesvol is geweest in het verzoenen van de overgrote meerderheid van de waarnemingen is bevredigend, vooral omdat slechts een zeer kleine subset van de waarnemingen is gebruikt om het radiale profiel van de mantel viscositeit van het model af te stemmen. Zoals meer in detail besproken in Peltier (1998b), bestonden deze observaties uit de set van wavenumber-afhankelijke ontspanningstijden die door McConnell (1968) werden bepaald als karakteristiek voor de ontspanning van Fennosandia na verwijdering van zijn lgm-ijslading (waarvan de geldigheid onlangs is bevestigd door Wieczerkowski et al., 1999, zoals eerder vermeld), een set van 23 plaats-specifieke ontspanningstijden van locaties in zowel Canada als Fennoscandia, en de waargenomen niet-getijde snelheid van de versnelling van axiale rotatie. Het VM2-viscositeitsmodel dat uitsluitend op basis van deze gegevens werd bepaald, waarbij gebruik werd gemaakt van de formele procedure van Bayesiaanse gevolgtrekking met het eenvoudige vierlaagse VM1-model als startmodel, werd daarna (peltier 1996) getoond om onmiddellijk de dramatische misfits van het startmodel te verzoenen met de hoogwaardige dataset van 14C-gedateerde RSL-geschiedenissen die beschikbaar zijn vanaf de oostkust van de continentale Verenigde Staten (zie ook Peltier, 1998a). Omdat deze gegevens niet werden gebruikt om de radiale viscositeitsstructuur te beperken, is dit een uiterst zinvolle test van de validiteit van het model. Dat het nieuwe model ook zeer goed de relatieve zeespiegelgegevens van verre veldlocaties in de equatoriale Stille Oceaan met elkaar in overeenstemming brengt, is ook expliciet aangetoond in dit hoofdstuk (zie Fig. 4.9 en 4.10). De waarnemingen uit deze laatste regio bieden een middel waarmee we de snelheid van het massaverlies van de grote poolijsvlakken op Antarctica en Groenland, die sinds het midden van het Holoceen onophoudelijk kunnen hebben plaatsgevonden, sterk kunnen beperken. Uit onze analyse blijkt dat de mate waarin deze invloed zou kunnen bijdragen aan de huidige waargenomen snelheid van wereldwijde zeespiegelstijging verwaarloosbaar klein is, een conclusie die niet strookt met de bewering van Flemming et al. (1998).

toepassing van de Globale theorie van het ijselisostatische aanpassingsproces om deze invloed te filteren uit de gegevens van de getijdenmeter is duidelijk gerechtvaardigd door de hoge kwaliteit fits die het model levert aan de (wijd verspreid in de ruimte) waarnemingen van RSL variabiliteit op geologische tijdschalen waarover 14C datering kan worden gebruikt om de leeftijd van de steekproef nauwkeurig te bepalen. Zoals aangetoond door de analyses samengevat in de tabellen 4.1 en 4.2, toepassing van het GIA filter vermindert sterk de standaardafwijking van de individuele getijdemetingen van de snelheid van RSL stijging van hun gemiddelde waarde, waaruit het belang van deze stap in de analyseprocedure. Zoals in Tabel 4.2 is aangetoond, leidt de toepassing van het filter op een geaggregeerde reeks getijdengegevens, waarbij locaties worden samengevoegd als ze dicht in de geografische locatie liggen, ook tot een toename van de geschatte wereldwijde RSL-stijging. In beide gevallen (tabel 4.1 of Tabel 4.2) de beste schatting die we hebben kunnen maken van de wereldwijde RSL-stijging die kan worden gerelateerd aan de voortdurende klimaatverandering in het aardsysteem is tussen 1,91 en 1,84 mm/jaar.

een belangrijk aanvullend resultaat dat volgt uit de resultaten in Tabel 4.1 betreft de vergelijking tussen de GIA-gecorrigeerde RSL-stijgingspercentages op getijmeters langs de oostkust van de continentale Verenigde Staten die zouden worden verkregen door middel van kleinste kwadraten die een rechte lijn op de geologische gegevens over een periode van 3-4 kyr passen, en het resultaat dat wordt verkregen door gebruik te maken van de geologische snelheid die wordt verkregen over dezelfde periode waarin RSL wordt bemonsterd door de getijmeters. Dit is onderzocht met behulp van de GIA-voorspelde snelheden als proxy voor de feitelijke geologische gegevens en het berekenen van de GIA-gecorrigeerde snelheden vermeld in de kolom gelabeld LSQ in tabel 4.1. Het vergelijken van de resultaten in deze kolom met het gemiddelde van die in de -0.5 en +0.5 kyr kolommen voor alle locaties aan de Amerikaanse oostkust zal aantonen dat de procedure van kleinste kwadraten die een rechte lijn passen op de geologische gegevens over een periode van 3-4 kyr de grootte van het GIA-gerelateerde signaal aanzienlijk zal overschatten en daarom zal het gebruik ervan leiden tot een aanzienlijke onderschatting van het gefilterde getijde meetresultaat. Dit feit verklaart heel direct de reden voor het ongeveer 0,4 mm/jaar verschil tussen de GIA-gecorrigeerde percentages voor de VS. oostkust bepaald door Peltier (1996b) en die eerder bepaald door Gornitz (1995), het eerste resultaat is in de buurt van 1,9 mm/jaar en de laatste in de buurt van 1,5 mm/jaar.

ter afsluiting van de bespreking van de in dit hoofdstuk gepresenteerde analyses is het nuttig na te denken over de implicaties ervan met betrekking tot het relatieve belang van de verschillende bronnen die zouden kunnen bijdragen aan de afgeleide globale snelheid van relatieve stijging van het zeeniveau, waarvan de omvang in dit hoofdstuk iets hoger is dan 1,8 mm/jaar (tussen 1,91 en 1,84 mm/jaar). De meest recente schattingen van de bijdrage van kleine ijskappen en gletsjers (Meier en Bahr, 1996) zijn dat deze bron een sterkte heeft van 0,3 ± 0,1 mm/jaar. De invloed van permafrostsmelting zal naar verwachting nog kleiner zijn met een sterkte van 0,1 ± 0,1 mm/jaar. Ik heb hier betoogd dat de bijdrage als gevolg van de voortdurende late Holoceen smelten van polair ijs uit Antarctica of Groenland wordt begrensd boven 0,1 mm/jaar. Aangezien de meest recente schatting van de terrestrische opslagterm (hoofdstuk 5) suggereert dat dit -0,9 ± 0 is.5 mm / jaar (merk op dat dit is herzien ten opzichte van de vorige schatting van -0,3 ± 0,15 mm/jaar verkregen door Gornitz et al. 1997) er is duidelijk een restant dat moet worden verklaard in termen van significante bijdragen van Groenland en/of Antarctica en/of van de thermische expansie van de oceanen. Aangezien de geofysische beperking door Aardrotatiewaarnemingen Peltier, 1998a, Peltier, 1999 lijkt te vereisen dat de eerste minder dan 0 is.5 mm / jaar, lijkt de implicatie van deze argumenten te zijn dat de huidige snelheid van wereldwijde zeespiegelstijging als gevolg van thermische uitzetting van de oceanen aanzienlijk groter zou kunnen zijn dan de snelheid die gewoonlijk wordt aangenomen om deze bijdrage het beste weer te geven (0,6 ± 0,2 mm/jaar). In verband met deze laatste bijdrage is het echter helemaal niet duidelijk dat de huidige generatie van gekoppelde atmosfeer-Oceaan modellen, waarvan de resultaten een primaire basis vormen voor deze schatting, in staat is de Betekenis van dit sterische effect nauwkeurig te meten. Het is duidelijk dat nog veel meer inspanningen nodig zullen zijn, met name om de observationele beperking van het sterische signaal te versterken en om de bijdrage van de terrestrische opslag nauwkeuriger te schatten, voordat we in een positie zullen zijn om zeker te zijn welke van deze conventioneel beschouwde invloeden belangrijker is. Indien de terrestrische opslag geheel onbelangrijk zou zijn, dan zou de waargenomen stijging van rsl binnen de bovengrens liggen die wordt bepaald door de netto-invloed van de andere bijdragen. Als de (negatieve) invloed van terrestrische opslag echter even groot is als de meest recente schatting (zie hoofdstuk 5), dan zou de invloed van thermische uitzetting (of een van de andere bijdragen) aanzienlijk groter moeten zijn dan de bovengenoemde schattingen om de afgeleide globale RSL-stijging met succes te kunnen verklaren.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.