Solar Activity Changes at the End of the Last Ice Age - Influences on Climate and Applications for Dating

University dissertation from Department of Geology, Lund University

Abstract: Popular Abstract in Swedish Under sin livstid har Jorden genomlevt upprepade naturliga klimatförändringar. Genom att undersöka dessa klimatförändringar över tid och rum så kan vi öka vår förståelse för underliggande dynamik och mekanismer och därmed bättre förstå klimatsystemet. Två grundläggande förutsättningar för sådana undersökningar är trovärdiga rekonstruktioner av tidigare variationer i styrka och funktion hos relevanta drivkrafter, samt tillförlitliga och förenliga kronologier av tillgängliga paleoklimatologiska arkiv. Solen utgör Jordens enskilt viktigaste energikälla. Variationer i dess strålning har visats påverka klimatet på olika rumsliga och tidsmässiga skalor. Exakt genom vilka mekanismer solen påverkar Jordens klimat är däremot inte helt klarlagt. Förändringar i solens aktivitet leder till förändrade halter av kosmogena radionuklider, såsom 10Be och 14C, i atmosfären. Dessa radionuklider avsätts och inlagras i olika miljöer på Jorden som ett slags arkiv över svunnen solaktivitet. Genom att identifiera samstämmiga produktionshastigheter mellan sådana arkiv kan dessa synkroniseras. Det här projektet ämnar rekonstruera solaktivitet tillbaka in i senglacial tid och därigenom analysera samband mellan solens aktivitet och Jordens klimat. Vidare undersöks samstämmigheten mellan kronologier för olika klimatarkiv, via förändringar i innehåll av kosmogena radionuklider i desamma över tid. Slutligen syftar arbetet också till att förbättra 14C-baserad datering genom att förlänga den träringsbaserade delen av kalibreringskurvan bakåt i tiden. Vi presenterar den första solaktivitetsrekonstruktionen för senglacial tid, baserat på ny och tidigare publicerad 10Be data från de grönländska isborrkärnorna GRIP och GRIP2, understödd av tidigare publicerad 14C data. Vi visar att senglaciala och Holocena variationer i solaktivitet är jämförbara både vad gäller frekvens och amplitud. Vi konstaterar vidare att solens aktivitet har haft en ihållande påverkan på Grönlands klimat över det senaste glaciala maximat, en påverkan som förefaller motsvara nutida observationer och klimatmodeller. Detta tyder på att de mekanismer genom vilka solen påverkar Jordens klimat, varit och är jämförbara även mellan totalt skilda klimatregimer. Vi föreslår synkronisering av borrkärnor från den grönländska inlandsisen och 14C-daterade klimatarkiv genom matchning av 10Be- och 14C-innehåll över tid. Vi beskriver ett statistiskt ramverk som möjliggör identifiering av kronologiska skillnader och osäkerheter för specifika klimatarkiv. Vidare konstaterar vi en alltjämt växande diskrepans mellan kronologier från de grönländska borrkärnorna och 14C-daterade klimatarkiv genom Holocen, med en speciellt kraftig förändring kring 12,500 år sedan, vilken inte kan förklaras genom osäkerheter i varvräkning i GRIP och GRIP2. Istället föreslår vi att den är en effekt av osäkerheter relaterad till absolut datering av trädringsarkiv. Slutligen presenterar vi ny 14C data från flytande trädringskronologier som kan förbättra 14C–datering för organiskt material från mellan 14,000 och 14,700 år sedan. Vi beskriver en metodik för hur kombinerad 14C och 10Be data kan underlätta och påvisa absoluta åldrar för associerade kronologier. Dessa nya data kan användas för att förbättra och bestyrka kalibreringskurvan som i sin nuvarande utformning, inom detta tidsintervall, kan leda till åldersbestämningar med felmarginal på uppemot 500 år.

  CLICK HERE TO DOWNLOAD THE WHOLE DISSERTATION. (in PDF format)