[논문 리뷰] On the change of latitude of Arctic East Siberia at the end of the Pleistocene

W. Woelfli, W. Baltensperger|ArXiv.org|2007. 04. 19.

Geology and Paleoclimatology Research참고 문헌 19인용 수 4

한 줄 요약

논문은 빙하기 말에 타원형 궤도를 도는 거대하고 뜨거운 천체가 지구의 급속한 지리적 극 이동을 일으켜 북극 동시베리아의 적도 기준 위도를 낮추어 기존에 너무 춥던 지역에서 멧새우의 생존을 가능하게 했다고 제안한다. 이 천체의 이온화된 먼지 구름이 태양 복사를 차단하여 밀란코비치 유사 기후 순환을 유도하였고, 지구와의 근접 접촉으로 1,000년에 걸친 변형과 극 이동이 발생한 후 증발하고 사라지면서 빙하기의 지속 기간과 기후 패tern을 설명한다.

ABSTRACT

Mammoths lived in Arctic East Siberia. In this region there is not sufficient sunlight over the year for the growth of the plants on which these animals feed. Therefore the latitude of this region was lower before the end of the Pleistocene. As the cause of this geographic pole shift, we postulate a massive object, which moved in an extremely eccentric orbit and was hot from tidal work and solar radiation. Evaporation produced a disk-shaped cloud of ions around the Sun. This cloud partially shielded the solar radiation, producing the cold and warm periods that characterize the Pleistocene. The shielding depends on the inclination of Earth's orbit, which has a period of 100'000 years. The cloud builds up to a density at which inelastic particle collisions induce its collapse The resulting near-periodic time dependence resembles that of Dansgaard-Oeschger events. During cold periods fine grained inclusions were deposited into the ice. The Pleistocene ended when the massive object had a close encounter with the Earth, which suffered a one per mil stretching deformation. While the deformation relaxed to an equilibrium shape in one to several years, the globe turned relative to the rotation axis: The North Pole moved from Greenland to the Arctic Sea. The massive object was torn to pieces, which evaporated.

연구 동기 및 목표

• 오늘날 태양 복사량이 부족한 데도 불구하고 고위도 북극 동시베리아에서 멧새우 화석이 발견된 고생물학적 이상 현상에 대한 설명.
• 현대의 태양 복사 한계와 빙하기 멧새우 서식지 사이의 모순을 과거에 북극의 위도가 낮아졌다는 가정을 통해 해결.
• 거대한 천체의 근접 접촉으로 인한 급속한 극 이동과 기후 변동성을 물리적으로 가능한 시나리오로 개발.
• 궤도 역학과 차단 역학을 통해 빙하기 빙하기의 지속 기간과 덴스골트-오슈거, 하인리히 사건 등을 설명.
• 현재는 존재하지 않지만 과거에 기후적 영향을 미친 천체를 설명하기 위해 일시적인 증발하는 이온 구름을 통한 설명

제안 방법

• 태양 주위에 디스크 형태의 이온 구름을 형성하는 극도로 타원형 궤도를 도는 거대한 천체 Z를 제안하며, 조석 일과와 태양 복사로 가열됨.
• 지구의 궤도 기울기가 이온 구름 평면에 비해 변할 때 태양 복사 차단 정도를 모델링하며, 100,000년 주기의 반복성을 가짐.
• 구름 내의 비탄성 입자 충돌을 도입하여 붕괴를 유도하고, 시간에 따라 변화하는 차단 효과를 설명하며 덴스골트-오슈거 사건을 설명.
• 지구와 Z 사이의 근접 접촉을 시뮬레이션하여 지구의 지각에 1퍼밀(0.1%)의 확장 변형을 유도.
• 이 변형의 회복 시간을 계산(≥200일), 이 기간 동안 지전경운동이 북극 해로의 지리적 극 이동을 유도함.
• 접촉 이후의 동역학 분석: Z의 조각 산산이 흩어짐과 동시에 기울어진 이온 구름 재형성 가능성을 고려하여 장기적 차단 효과 감소 분석

실험 결과

연구 질문

• RQ1 왜 태양 복사량이 부족한 데도 불구하고 멧새우가 북극 동시베리아에 서식했는가?
• RQ2 어떤 물리적 메커니즘이 북극의 극이 그린란드에서 북극 해로 이동하게 했는가?
• RQ3 일시적인 거대한 천체가 덴스골트-오슈거 사건과 하인리히 사건을 포함한 빙하기 기후 변동성을 어떻게 설명할 수 있는가?
• RQ4 왜 빙하기 빙하기는 약 300만 년 후에 끝났고, 그 지속 기간은 무엇에 의해 결정되었는가?
• RQ5 왜 현재는 흔적도 없이 사라졌지만, 기후적 및 지질학적 흔적은 남아 있는 거대한 천체가 존재했는가?

주요 결과

• 지리적 극이 그린란드에서 북극 해로 이동하여 북극 동시베리아의 위도가 충분히 낮아져 빙하기 기간 동안 멧새우의 잔디 식생이 가능하게 되었다.
• 조석력에 의해 발생한 1퍼밀(0.1%)의 변형이 회복되는 데 최소 200일이 소요되어 극 이동이 발생하였으며, 이는 지구의 지각 변형에 기인함.
• 빙하기 빙하기의 지속 기간은 거대한 천체의 궤도 주기 수백만 개에 해당하는 것으로 예측되며, 관측된 시기와 일치함.
• 일시적인 이온 구름이 태양 복사를 시간에 따라 변화시키는 차단 효과는 100,000년 주기의 기후 순환과 덴스골트-오슈거 사건을 설명함.
• 접촉 이후 천체의 증발과 분해로 인해 현재는 존재하지 않으며, 장기적인 극심한 태양 복사 차단도 지속되지 않음.
• 접촉 시 Z의 조각 산산이 흩어져 지속적인 완전한 차단을 방지하여 지구가 영구 빙하기 상태에 빠지지 않게 됨.