a planktikus és bentikus δ18O jelek helyén 1146 jelentősen különböznek a hosszú és rövid távú tendenciák között 9 és 5 Ma, rámutatva, hogy a szétválasztása regionális hidrológia és az evolúció az antarktiszi jégtakaró, amely képezte a fő összetevője a krioszféra során a középső és késő miocén(pl. refs. 35,36). Vegyes réteg hőmérséklet és tengervíz δ18O rekonstrukciók helyén 1146 emellett támogatja, hogy jelentős változások Délkelet-Ázsiai hidroklíma után történt ~8 Ma, amely felgyorsult ~7 Ma, de nem jelennek meg szorosan kapcsolódik a déli féltekén nagy szélességű éghajlat (bentikus δ18O) trendek.

7,1-6,9 Ma között az 1146-os Hely felső-óceáni hőmérséklete tartós hűtést (~2 °C átlagos hűtés) jelez, amely ~5,7 Ma-ig tartott (füge. 3b és 4a). Ez a hűtés a tengervíz δ18O átlagos és amplitúdó-változékonyságának hosszú távú növekedésével járt (3. kiegészítő megjegyzés; kiegészítő ábra). 9A, C), amint azt egy korábbi, alacsony felbontású tanulmány34 is jelzi. Ezek a tendenciák a csapadékmennyiség és/vagy δ18O összetételének változását jelzik, amely valószínűleg a csapadék eredetének és/vagy szezonalitásának változásával jár együtt, a monszoonális szezonalitás és az esővíz hőmérséklet-szabályozottabb szezonalitása felé δ18O (azaz δ18O kimerült téli csapadék37). Mi attribútum ezek a hidrológiai változások az észak-Dél-Kínai-Tengeren, miután ~7 Ma-hűtés, szárítás az Ázsiai földtömeg, valamint a kapcsolódó délre, a shift átlagos nyári helyzetben a Trópusi Konvergencia Zóna (ITCZ), ami csökkent hatása trópusi konvekciós fokozni száraz téli monszun több, mint délkelet-Ázsiában. Szárítás, hűtés az Ázsiai kontinensen a ~7 Anya által támogatott független vonalak bizonyíték, beleértve a fokozott por felhalmozódása árak észak-China38, növényzet változása központi China39 növekedése az átlagos szemcseméret a terrigenous üledék töredéke a Helyszínen 1146 40. Ezen túlmenően a közép-kínai lösz-és paleozolrétegekben a hideg-száraz körülményeket preferáló puhatestű-csoport túlsúlya 7,1-5,5 Ma között a domináns téli monszun-rendszerre utal ebben az időszakban41.

az északi féltekén bekövetkezett jelentős hidrológiai változásokkal ellentétben az átlagos bentikus δ18O csak az antarktiszi jégtakaró viszonylag szerény, lépésenkénti glaciális kiterjedését és/vagy a mélyvíz ~7 Ma-es hűtését javasolja (füge. 2c és 4f). Azonban, a fokozódó, a délkelet-Ázsiai téli monszun után ~7 Ma volt kapcsolódó hosszú távú trend felé nehezebb bentikus δ18O maxima, amely csúcsosodott ki a legintenzívebb maxima (TG22, 20, 14, 12 között 5.8 pedig 5.5 Ma) belül az egész késő-Miocén, mielőtt hátrameneti a kora Pliocén (Füge. 2c és 5f). Ezen extrém események során a bentikus δ18O közel 3‰–t (~0,4-0,6‰ növekedés) mozgott, ami a késő pliocén értékek és a közbenső értékek tartományában van a holocén csúcs és a glaciális szintek között ugyanazon a helyen18. Egy korábbi tanulmány42 összefüggésbe hozta ezeket az intenzív δ18O maxima-t az antarktiszi jégmennyiség-növekedés epizódjaival. Az 1146-os adatok szerint azonban a bentikus δ18O maxima (TG22, 20, 14, 12, 4 és T8) egybeesik a planktikus δ18O maximával 6,0 és 5 között.0 Ma, ami a mélyvíz δ18O és a regionális hidrológia egyidejű változását jelzi, amely szorosan kapcsolódik a trópusi északi féltekén kívüli éghajlati változásokhoz (ábra. 5e, f). A kevert rétegű hőmérsékletek ezen események során 2-3 °C egyidejű éles csökkenést mutatnak (ábra. 5a), ami azt jelenti, hatalmas északi féltekén lehűlés szubtrópusi szélességi. Az észak-csendes-óceáni és az észak-atlanti-óceáni üledékmagokban előforduló jégtörmelék további 6-5 Ma közötti jégfelépítést jelez. A sarkvidéki tengeri jég kiterjedése az intenzív hidegháborúk idején fokozta volna a pozitív albedói visszacsatolást, erősítve a hűtést és elősegítve a jég növekedését. Ezek a bizonyítékok együttesen alátámasztják a 6,0-5,5 Ma közötti, az insolációs kényszerre nagyon érzékeny északi félteke jégtábláinak (pl. Grönland, Alaszka, Labrador) kialakulását.

az 1146-os adatokból az is kiderül, hogy a ~7 Ma-es téli monszun klímahűtése és intenzívebbé válása egybeesett egy hosszú távú, globális bentikus és planktikus δ13C dekline27,28 (LMCIS, füge. 2a és 4C, d). Ezt a ~1‰ nagy eltolódást, amely közel 7,8 Ma-hoz indult, úgy értelmezték, mint az oldott szervetlen szén-dioxid-medence δ13C-jének globális csökkenését, bár annak okai továbbra is vitatottak (pl. 22,45,46). Egy hosszú tartott nézet között verseng hipotézisek, hogy ez a globális δ13C csökkenés kapcsolódik a késő-Miocén terjed a C4-gyepek, amelyek jobban alkalmazkodtak alacsony pCO2, illetve csökkentett időszakos csapadék. Úgy gondolják,hogy ez a nagyszabású terjeszkedés 13C áthelyezését eredményezte a tengerből a szárazföldi szén-dioxid-medencébe47,48, 49. A légköri pCO2 csökkenése, amely például az óceáni és/vagy szárazföldi szén-dioxid-készletek hosszú távú változásaihoz kapcsolódik, megmagyarázhatja az ITCZ egyenlőségjel-elvándorlásával és a WPWP összehúzódásával járó ~7 Ma utáni klímahűtést.

a bentikus és planktikus δ13C közötti gradiens emellett betekintést nyújt a légköri pCO2 változásaiba, mivel azt két fő tényező befolyásolja: a biológiai szivattyú megkötési hatékonysága és a felső-óceán és a légkör közötti kiegyenlítési folyamatok (kiegészítő Megjegyzés 4; Kiegészítő ábra. 10). A ekvilibrációs idő δ13C a kevert felületi réteg az óceán mutat lineáris korrelációs az arány az oldott szervetlen szén pCO2, ami lassan kiegyenlítését, valamint az emelkedett δ13C a kevert réteg az óceán tekintetében a légkör alatt alacsony pCO2. A legújabb modellszimulációk azt mutatták, hogy az emelkedett légköri pCO2 alatti gyorsított kiegyenlítés csökkenti az izotóp egyensúlyhiányt, az alsó felső-óceán δ13C-hez vezet, így csökkenti a felületi és mélyvíztömeg δ13C közötti gradiensét50. Következésképpen a függőleges δ13C gradiens az óceánban szelídebb lejtést mutat a magas légköri pCO2 alatt,és a csökkenő pCO2 intervallumokban meredekedik.

a planktikus és bentikus δ13C közötti gradiens átitatása ~7 Ma után az 1146. helyen, amikor a kevert réteg hőmérséklete is csökkent (ábra. 3a, b), arra utal, hogy a pCO2 szintje csökkent, végül elérte a szintet, amely lehetővé tette a kialakulását átmeneti északi féltekén jégtakarók között 6.0 és 5.5 Ma. Ez a meredekebb gradiens azt is jelenti, hogy a biogén komponensek (“biogén virágzás”, amelyet eredetileg ref. 51) a Csendes-óceán, az indiai-és az Atlanti-óceán számos pontján (pl. 52 és az ott található hivatkozások). A Csendes-óceán keleti Egyenlítői térségében az opál-és karbonátlerakódás a régió biogén virágzásának csúcspontján elérte a maximum 7,0-6,4 Ma értéket46. Így egy hihető forgatókönyv az, hogy a tápanyagellátás és/vagy az utak változása ~7 Ma után ösztönözte a tengeri termelékenységet. Az Egyenlítő meredeksége a pólushőmérséklet-gradienshez, amely ~7 Ma utáni globális hűtéshez kapcsolódik (ábra. 3A, b; ref. 2) elősegítette a Hadley és Walker keringés intenzívebbé válását, ami hatással volt a szél által vezérelt keringésre és csapadékmintákra (pl. 53). Az erősödő szél lehet, viszont támogatják upwelling, óceán megtermékenyítés, segít vezetni intenzív biogén virágzik keresztül a Csendes-Óceán, amely fokozott szén-dioxid-tárolás csökkent pCO2 az óceánban egy pozitív visszacsatolás.

korábbi munka azt mutatta, hogy az lmcis amplitúdója különbözik az óceáni medencékben (pl. 54). Különösen a bentikus δ13C profilok összehasonlítása azt jelzi,hogy a Csendes-óceán és az Atlanti-óceán közötti gradiens fokozódott az LMCIS utolsó szakaszában (ábra. 6B; ref. 54). A meredekebb inter-basinal gradiens után ~7 Ma nem magyarázható megnövekedett termelés, szólni advection az Észak-Atlanti-óceán Mély Vizet, mint ez a viszonylag meleg és/vagy friss (könnyebb δ18O), valamint a 13C-dúsított víz tömege jelenik meg, hogy nem terjedt át a Dél-Atlanti-óceán, mind a Déli-Óceánon, amely továbbra is befolyásolja a hidegebb, sűrűbb (nehezebb δ18O), valamint a δ13C lemerült a víz tömegek át a késő-Miocén (Fig. 6A, b; ref. 54). Alternatív megoldásként a ~7 Ma utáni meredekebb, bázisközi δ13C gradienst a tápanyagokkal dúsított vizek fokozott exportja hajthatja végre, amelynek alacsonyabb előformázott δ13C-je van a déli óceánból a Csendes-óceánba (pl. 54) és / vagy az elsődleges termelékenység és tápanyag-regeneráció fokozása a Csendes-óceán alacsony szélességi fokán.

A késői miocén inter-basinalis benthic δ18O és δ13C gradiensek összehasonlítása. a δ13C függőleges eloszlása a világ óceánjaiban a késő miocén δ13C eltolódást követően. Átlagolt értékek a Csendes-óceán, az Atlanti-óceán, az Indiai-óceán és a déli-óceánok kulcsfontosságú helyszíneinek 7-5 Ma közötti intervallumában, A refs-től összeállítva. 22,54,55,76, NADW: Észak-Atlanti mélyvíz, PCW: csendes-óceáni központi víz. b a bázisközi bentikus δ18O és δ13C gradiensek késői miocén evolúciója: a csendes-óceáni ODP 1146 és az Atlanti ODP 926 és 99922,23, valamint az egyenlítői-óceáni JODP 1133855 oldalának összehasonlítása a 9-5 Ma intervallumon. A 926-os és 999-es lelőhelyekről származó stabil izotóp adatokat az eredetileg közzétett kormodelleken ábrázolják. A 8,2–7,5 Ma intervallum alatt a Site U1338 Age modellt az 1146 helyéhez igazították az δ13C rekordok hangolásával. Lila árnyékoló jelek globális δ13C csökkenés egybeesik planktic δ18O növekedés és nagy amplitúdójú ferdeség moduláció bentikus δ18O. kék árnyékolás jelzi végső szakaszában a globális δ13C csökkenése. A világos narancssárga árnyékolás az éghajlat felmelegedését jelzi 5,5 Ma után. Sima görbe b felszerelve a helyben súlyozott legkisebb négyzetes hiba (Lowess) módszer

Összehasonlítása bentikus δ13C profilok a Helyszínen U1338 a mélytengeri Csendes-óceán egyenlítői Ocean55 a sekélyebb Oldal 1146 északnyugati szubtrópusi Csendes-Óceán (Fig. 6b) azt mutatja, hogy a csendes-óceáni víztömeg összetétele 7,2 Ma után megváltozott. A δ13C rekordok 7,2 Ma utáni konvergenciája azt jelzi, hogy a Csendes-óceán középső mélytengeri tömegének δ13C-je a biogén virágzás csúcsa alatt sekélyebb mélységekbe terjeszkedik. Ha elsősorban a Csendes-óceán és az indiai-óceánok termelékenységének és tápanyagregenerációjának növekedése vezérli, akkor a 12C-vel dúsított mélytengeri tömeg 7,2 Ma után történő megnövekedése a Csendes-óceán mélyében történő szén-dioxid-tárolást is magában foglalja. A biológiai szivattyú globális hatékonysága a különböző megkötési hatékonysággal rendelkező, nagy és alacsony szélességű régiók közötti egyensúlyt tükrözi56. Így a megnövekedett termelékenység és a szerves anyagok exportja a trópusi és szubtrópusi óceánban növelheti a globális megkötés hatékonyságát és csökkentheti a légköri pCO2-t, még akkor is, ha a mélyvízképződés nagy szélességi területeken, nem hatékony biológiai szivattyúval történik.

az 1146. oldalon található integrált bentikus izotópadatok biztosítják az első folyamatos, erősen megoldott idősort egyetlen helyről, amely az utolsó 16.4 Myr-t lefedi (ábra. 7a). Ezek a kiterjesztett feljegyzések nyomon követik a melegebb Közép-miocén éghajlati fázisról a csökkentett és rendkívül dinamikus Antarktiszi jégtakaróval (~14 Ma-ig) az egyre hidegebb üzemmódra való áttérést, a késő Miocénben17 állandóbb és stabilabb jéglapokkal. Ezek a feljegyzések továbbá lehetővé teszik számunkra, hogy értékeljük a sugárzási kényszer és az óceán/éghajlat válaszának hosszú távú kapcsolatát, amely a bentikus δ18O jelre van nyomtatva. Például a 41 kyr ferde ciklus különösen kiemelkedő a bentikus δ18O sorozatban 7,7 és 7,2 Ma között (ábra. 2c), a Föld pályájának konfigurációja során, amikor a ferdeség nagy amplitúdójú variabilitása megegyezik a rövid excentricitás rendkívül alacsony amplitúdójú változékonyságával (kiegészítő füge. 3, 4A, E). A kezdete a ~80 kyr hosszú pozitív kirándulás bentikus δ18O középre 7.2 Ma nevezetesen egybeesik minimumok ferdeség (41 kyr)és excentricitás (100 kyr, 400 kyr, és 2.4 Myr amplitúdó moduláció) (ábra. 7b; kiegészítő ábra. 3). A szélességi foknál és a szélességi foknál alacsonyabb nyári besugárzás gátolja a hó és a jég olvadását. Ezzel együtt az éghajlati kényszerítve tényezők valószínűleg nevelt, tartós hideg fázis a magas szélességi tartott két egymást követő ferdeség ciklus, ami egy hosszabb bentikus δ18O pozitív elmozdulás. Az excentricitás és a precesszió megújult nagy amplitúdójú variációi, valamint a ferdeség maximális amplitúdó-variabilitása valószínűleg az egymást követő lepattanókat 7,2-7,0 Ma között hajtotta végre.

közép-késő miocén éghajlati hűtési lépések egybeesnek a Föld pályájának szokatlan kongruenciájával. a miocén-pleisztocén (16-0 Ma) bentikus δ18O és δ13C rekordok az ODP 1146.helyén, refs-ből összeállítva. 15,16,17,18 és ez a munka. A kék nyilak jelzik a jégbővítés/mélyvízhűtés fő fázisait; 3 pt sima: 3 pt mozgó átlag. A lila árnyékolás globális δ13C csökkenést jelez, amely egybeesik a planktikus δ18O emelkedéssel és a bentikus δ18O nagy amplitúdójú ferdeség modulációjával. A kék árnyékolás a globális δ13C hanyatlás utolsó szakaszát jelzi. A világos narancssárga árnyékolás az éghajlat felmelegedését jelzi 5,5 Ma után. b a bentikus (C. wuellerstorfi és/vagy C. mundulus) δ18O összehasonlítása az ODP 1146-os helyéről (15,16,17 és ez a munka) az orbitális paraméterekkel (excentricitás és ferdeség a ref-től. 21) az éghajlati események hasonló sorrendjét tárja fel három miocén hűtési epizód során, feltűnően hasonló háttér-orbitális konfigurációval. A kék árnyékolás hűtési epizódokat jelez, miután a ferdeség kongruensének nagy amplitúdójú változékonysága hosszabb ideig rövid excentricitással (szürke árnyékolás) alacsony változékonysággal jár. Világos narancs árnyékoló jelek átmeneti felmelegedés epizód egybeeső magas amplitúdó változékonyság rövid különcség

Ez a sorozat időjárási események, valamint a háttér orbitális konfigurációs voltak feltűnően hasonló során két előző Miocén hűtés epizódok: a középső-Miocén éghajlat átmeneti at ~13.9 Ma, ami jelentős bővítése a Kelet-antarktiszi jégtakaró és a kevésbé hangsúlyos késő miocén hűtés lépés ~ 9.0 Ma (ábra. 7b). Mindhárom esetben a 41 kyr ciklus kezdetben kiemelkedik a bentikus δ18O jelben a ferdeség nagy amplitúdójú változékonyságának elhúzódó időszakában, amely egybeesik a rövid excentricitás alacsony változékonyságával. A bentikus δ18O–ban (0,2-0,3‰) kifejezett dúsítás, amely jégnövekedést és/vagy mélyvízhűtést jelez ezen intervallum vége felé, egybeesik az excentricitás hosszantartó minimumával, amely ~100-200 kyr. Az excentricitás változásaihoz (400-100 kyr-variabilitás) kapcsolódó későbbi lepattanások az átmeneti jégtakaró szétesésének és a mélyvíz felmelegedésének epizódjait jelzik. Ez a szokatlan orbitális kongruencia kedvezőnek tűnik az északi és a déli féltekén a nagy szélességű hűtés szempontjából, bár a határfeltételek jelentősen különböztek az éghajlatváltozás e három intervallumában. A középső miocén hűtési lépés sokkal melegebb éghajlati fázisban történt, amelyet lényegesen könnyebb átlagos bentikus δ18O jellemez (ábra. 7a, b). Az Antarktisz feletti, kevésbé kiterjedt jégtakaró ekkor valószínűleg dinamikusabb és fokozottan érzékeny volt a déli féltekén a késő miocén idején még kiterjedtebb Antarktiszi jégtakaróval szemben. Ez a hosszú távú perspektíva szemlélteti a nemlineáris válasz az óceán/éghajlati rendszer, hogy orbitális kényszerítve szerepét pedig a belső visszacsatolási folyamatokat, beleértve a jégtakaró hiszterézis, latitudinal hőmérséklet-gradiens, óceán forgalomban lévő bankjegyekkel, valamint a CO2 közötti földfelszíni, légköri pedig felborult víztározók.

vitathatatlanul a CO2-erő bizonytalansága a miocén alatt továbbra is nagy kihívást jelent a melegebb éghajlati állapotok jellemzőinek és dinamikájának meghatározása szempontjából. Bár a jelenlegi pCO2 rekonstrukciók nem mutatnak jelentős változást a késő miocénben, a szintek az iparosodás előtti szintek közelében vagy kissé meghaladják a 200 p.m. – t meghaladó bizonytalanságokat (lásd A refs összeállításait. 9,59,60) kizárja a CO2-re gyakorolt variabilitás és érzékenység értékelését a kritikus iparosodás előtti és a modern tartomány között. A kimeneteknek a pCO2 bizonytalanságaira való érzékenységének teszteléséhez a késő miocén éghajlat néhány szimulációja kapcsolt légkör-óceán keringés modellekkel légköri pCO2 koncentrációt alkalmazott az iparosodás előtti tartományban (~280 p.m.), valamint a magasabb 400-450 p.p. m. (pl. refs. 60,61). Ezek a vizsgálatok a növényzet eloszlásának jelentős változását60 és a tengeri jégtakaró61 jelezték az északi féltekén e különböző pCO2 Államok alatt. Különösen az erdős területek csökkentek, és az eurázsiai és észak-amerikai szárazföldi területek albedója az alacsonyabb pCO2-es szint alatt nőtt, mivel a boreális tél alatt jelentősen alacsonyabb (4-10 °C-kal) átlagos levegőhőmérséklet és csökkent csapadékmennyiség60 volt. Ezek az eredmények összhangban vannak egy korábbi modellező tanulmányral62, amely megállapította, hogy a növényzet változásai fontosabbak voltak, mint a paleogeográfia a késő miocén éghajlat meghatározásában. Szimulált jelenti, nyári SST, valamint a tengeri jég koncentrációja a Sarkvidéki Ocean61 is azt mutatta, hogy a régió rendkívül érzékeny, hogy viszonylag kis változások pCO2, mint egy évben tengeri jégtakaró érvényesül a központi Jeges-tenger az iparosodás előtti szintet, mivel nyáron feltételek jég-ingyenes koncentrációban 450 p.p.m. Ez a különbség a szezonális jégtakaró fontos, mert ez azt jelenti, hogy nagyon különböző visszajelzéseket szempontjából albedó, valamint hőcserélő messzemenő következményei lehetnek a globális climate61. Utóbbi modell szimulációk a Pliocén meleget, továbbá kiemelte, hogy fontos a visszajelzések kapcsolódó felhő albedó, óceán keverés a vezetői változások a megfizethető szállást kínáló, valamint zonális hőmérséklet-gradiens, annak ellenére, hogy viszonylag szerény változások pCO263,64,65,66.

A tanulmány adatai alátámasztják, hogy a délkelet-ázsiai téli monszun szubtrópusi klímahűtése és intenzívebbé válása ~7 Ma után szinkronban volt a csökkenő pCO2-vel (füge. 3a és 4B) a meridionális termikus gradiensek átitatásának globális összefüggésében2. Úgy gondoljuk, hogy ez a késői miocén éghajlati váltás a pCO2 viszonylag kis csökkenésével társult, amelyet a pozitív visszajelzések összekapcsolása erősített. Az északi féltekén a tengeri jégtakaró és a növényzet változása az óceán–légkör keringésének változásával együtt valószínűleg szerepet játszott a késő miocén éghajlat vezetésében, amint azt a késő miocén éghajlat60,61,62 legújabb modellezési szimulációi is szemléltetik. Az óceán–klímarendszer 9-5 Ma közötti dinamikus viselkedése szoros összefüggést sugall a szén-dioxid-ciklusváltozások és az alacsony szélességű éghajlatváltozások között. Különösen, az eredmények azt mutatják, hogy a változások az Antarktiszi jég mennyisége nem volt az elsődleges vezető késő-Miocén éghajlat-fejlesztés, valamint az alacsony szélességi folyamatok, beleértve monsoonal szél kényszerítve a felső-óceán forgalomban lévő bankjegyekkel, valamint a termelékenység nagy hatással volt az éghajlat-szén-dioxid ciklus dynamics. A hidegebb éghajlati viszonyok kezdete ~7 Ma-nál az LMCIS utolsó szakaszában egybeesett az ázsiai téli monszun fokozódásával és a Csendes-óceán biológiai szivattyújának megerősítésével, amely ~5.5 Ma-ig tartott. Ez arra utal, hogy a globális szénciklus változásai a szárazföldi szén hűtési, szárítási éghajlaton történő átvitelét, valamint a mély óceán széntároló kapacitásának ingadozását és az üledékes szén-dioxid-mosogatót érintették. Mulandó Északi Féltekén glaciations között 6.0, illetve 5.5 Ma továbbá azt mutatják, hogy a légköri pCO2 szint lebegett közel időnként elérte a küszöböt szükséges Északi Féltekén jégtakaró növekedés ebben az időszakban.