CM87

Il massimo spettrale a 100 ka non dipende dall'eccentrricità orbitale

Franco Zavatti

Riassunto: si conferma che il massimo spettrale a 100 ka npon dipende dall'eccentricità orbitale ma dalla combinazione di altri due massimi (80 e 130 ka)
Abstract: The 100 ka spectral maximum does not depend on orbital eccentricity variations. A combination of 80 and 130 ka maxima is suggested as "parents" of the 100 ka maximum.

Nel post http://www.climatemonitor.it/?p=44127 avevo ipotizzato che la periodicità a 100000 anni (100 ka) che si osserva nei dati di prossimità (proxy) di ampia estensione temporale (carote di ghiaccio, stalagmiti) potesse essere non la conseguenza diretta della variabilità dell'eccentricità dell'orbita terrestre, ma la combinazione altre due periodicità, a ~80 e ~120-130 ka, che si osservano nello spettro di alcuni intervalli temporali.

Basavo questa ipotesi su tre figure del post citato, che riproduco di seguito, derivate da misure di δ18O bentico (in seguito indicato come d180) tra 0 e 2.7 Ma (milioni di anni). Le figure sono gli spettri Lomb della stessa serie (denominata LR04 in Tzedakis et al., 2017), calcolati su intervalli temporali diversi.
La fig.1 (pdf) copre l'intero intervallo disponibili di 2.7 Ma e mostra anche il confronto con lo spettro della serie sia detrended che filtrata e con lo spettro Mem di un dataset tra 0 e 800 ka.

Fig.1: Spettro di d180 (Tzedakis et al., 2017) in varie forme, tra 0 e 2.7 Ma.

Appare chiaramente che gli spettri sono caratterizzati dai massimi a 41 e 100 ka (il massimo a sinistra, di circa 2.5 ka, qui non viene cosiderato) e si notano massimi minori a 70-80, 80-90,, 120-130, 140-160 ka.
Si può ipotizzare con relativa facilità che i dati di prossimità mostrano una netta influenza delle variazioni dell'obliquità dell'orbita (41 ka) e dell'eccentricità (100 ka). Anche la precessione degli equinozi (26 ka) influenza sia i dati paleografici che l'insolazione (v. ad esempio gli spettri wavelet qui, su CM.
Qualche dubbio sorge dopo gli spettri di fig.2 (pdf) per l'intervallo 1.5-2.7 Ma e di fig.3 (pdf)

Fig.2: come figura 1, tra 1.5 e 2.7 Ma.



Fig.3: come le figure precedenti, tra 0.6 e 1.5 Ma. Notare la comparsa dei massimi a 80 e 120-130 Ma.

nei quali il massimo a 100 ka scompare, sostituito da massimi di bassa potenza in figura 2 e da massimi a ~80 e ~125 ka in figura 3.
L'influenza dell'eccentricità si sarebbe manifestata, sempre a 100 ka, anche se con possibili variazioni di potenza, in ognuno dei tre intervalli: il fatto che questo massimo non sempre sia presente, porta a pensare che possa derivare dalla combinazione dei picchi a 80 e 130 ka.

I nuovi dati
Per motivi diversi da questo post, ho acquisito i dati d180 compositi, provenienti da 5 stalagmiti (D8, SB-12, SB-14, SB-32, SB-58) delle due cave cinesi di Dongge e Sanbao (qui indicati complessivamente come "dongge"). I dati D8 rimpiazzano quelli già disponibili, ma di qualità inferiore, tra 217.2 e 225.3 ka BP (Before Present; Present è il 1950).
I dati coprono un periodo tra 300 e 640 ka (+D8), come si vede nel quadro superiore di fig.4 (pdf)

Fig.4: I nuovi dati, da Cheng et al., 2016. Le singole stalagmiti sono separate per colore, secondo la legenda a destra. Nel quadro inferiore gli spettri Lomb delle singole serie. La serie più estesa (SB-14, in rosso) mostra gli stessi massimi di figura 3.

Questi dati, descritti in dettaglio da Cheng et al., 2016, sono standardizzati e poi detrended tramite la sottrazione dell'insolazione al 21 luglio a 65°N.

Ho calcolato gli spettri Lomb di ognuna delle 5 stalagmiti e li mostro nel quadro inferiore di figura 4, con l'indicazione dei periodi spettrali.
Si vede una conferma di figura 3, con la mancanza, nelle 5 serie, del massimo a 100 ka e con la presenza dei massimi a 80 e 130 ka, oltre ai massimi minori (23.7 ka in particolare).

In conclusione, questo dataset conferma, in modo indipendente, che 100 ka è un periodo derivato (probabilmente da 80 e 130 ka) e non una "firma" diretta dell'eccentricità orbitale. La figura 4 estende, inoltre, la validità delle figure precedenti relativamente all'intervallo 0.3-0.64 Ma.

Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui.

Bibliografia


14.10.2017