[논문 리뷰] A possible explanation for Earth's climatic changes in the past few million years

W. Woelfli, W. Baltensperger|ArXiv.org|1999. 07. 21.

Geology and Paleoclimatology Research참고 문헌 25인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 태양을 도는 매우 타원적인 궤도를 가진 가상의 거대한 행성 'Z'가 지난 320만 년 동안 지구의 기후 변화를 중력적으로 교란시켜 극 이동을 유도하고 주요 기후 변화를 유발했다고 제안한다. 이 행성은 기체 구름을 형성하는 증발 물질과의 상호작용을 통해 영향을 미쳤으며, 마지막으로 약 11,500년 전에 발생한 이벤트는 마지막 빙하기를 끝내는 데 기여했으며, 관측된 기후 패턴을 설명하는 밀란코비치 이론의 대안을 제공한다.

ABSTRACT

The astronomical theory of Milankovitch relates the changes of Earth' past climate to variations in insolation caused by oscillations of the orbital parameters. However, this theory has problems to account for some major observed phenomena of the past few million years. Here, we present an alternative explanation for these phenomena. It is based on the idea that the solar system until quite recently contained an additional massive object of planetary size. This object, called Z, is assumed to have moved on a highly eccentric orbit bound to the sun. It influenced Earth's climate through a gas cloud of evaporated material. Calculations show that more than once during the last 3.2 Myr it even approached the Earth close enough to provoke a significant shift of the geographic position of the poles. The last of these shifts terminated Earth's Ice Age epoch about 11.5 kyr ago. The origin and fate of Z is also discussed.

연구 동기 및 목표

• 지난 수백만 년 동안 지구 기후 변화에 관해 밀란코비치 천문학 이론의 일관성 없는 점을 해결하기 위해.
• 매우 타원적인 궤도를 도는 발견되지 않은 거대한 행성(Z)이 갑작스러운 기후 변화와 극 이동 사건을 설명할 수 있는지 조사하기 위해.
• 그러한 행성이 지구 기후 시스템과 축 방향에 미치는 중력적 및 역학적 영향을 모델링하기 위해.
• 최근 빙하기가 약 11,500년 전에 종료된 이유를 행성 간 교란과 연결하는 메커니즘을 제안하기 위해.

제안 방법

• 태양에 유인된 매우 타원적인 궤도를 도는 거대한 행성 크기의 천체(Z) 존재를 가정한다.
• 특히 근접 접근 시 Z와 지구 간의 중력 상호작용을 모델링한다.
• Z에서 증발한 물질이 일시적인 기체 구름을 형성하여 지구의 기후와 자전 동역학에 영향을 줄 수 있는지를 분석한다.
• 궤도 역학과 천체 역학을 사용하여 지난 320만 년 동안 Z가 지구에 가장 가까이 다가온 시점과 그 영향을 계산한다.
• 이러한 근접 접근 동안 Z가 지구의 지리적 극에 상당한 이동을 유도할 수 있는지를 평가한다.
• Z의 기원과 궁극적 운명을 고려하며, 가능성이 있는 태양계 외부로의 탈출 또는 충돌 시나리오를 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 매우 타원적인 궤도를 도는 발견되지 않은 거대한 행성이 최근 지구 기록에서 관측된 주요 기후 변화를 설명할 수 있는가?
• RQ2 행성 간 교란이 지구의 자전축 기울기와 극 위치의 급격한 변화와 연결될 수 있는 물리적 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 지난 320만 년 동안 이러한 행성(Z)이 지구에 충분히 가까이 접근하여 주요 기후 사건을 유도한 빈도는 얼마나 되는가?
• RQ4 최근 빙하기가 Z의 중력적 영향으로 인한 극 이동으로 종료된다는 가정에 뒷받침하는 증거는 무엇인가?
• RQ5 이러한 가상의 행성 Z의 가능성 있는 기원과 궁극적 운명은 무엇인가?

주요 결과

• 모델은 가상의 행성 Z가 지난 320만 년 동안 지구에 여러 차례 근접하여 지구의 지리적 극에 상당한 이동을 유도할 수 있음을 예측한다.
• 최근의 이러한 근접 접근은 약 11,500년 전에 발생했으며, 이는 마지막 빙하기 종료와 겹친다.
• Z와 그 연관된 증발 기체 구름과의 중력 상호작용은 지구의 수복 패턴과 축 역학을 변화시켜 기후에 영향을 줄 수 있다.
• 이러한 근접 접근의 시기와 빈도는 지질 기록에 관측된 기후 전환과 일치한다.
• 표준 밀란코비치 이론이 설명하지 못하는 극 이동에 대한 물리적 메커니즘을 모델이 제공한다.
• Z의 기원은 태양계 초기 역사에 형성된 행성계에서 유래한 것으로 가정되며, 궁극적 탈출 또는 충돌로 인해 현재 존재하지 않는 것으로 설명된다.