Лаборатория
МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ГЕОФИЗИКИ
Института геофизики им. Ю.П. Булашевича УрО РАН
г. Екатеринбург
ул. Амундсена, д. 100
Контакты и реквизиты
Информация
Правила для авторов
Архив
Уральский геофизический вестник #2 (26), 2015

НОВЫЙ ПОДХОД К ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ТЕРМОМЕТРИИ 2,3 КМ СКВАЖИНЫ HUNT WELL (ПРОВИНЦИЯ АЛЬБЕРТА, КАНАДА)

Д.Ю. Демежко1 А.А. Горностаева1 Я. Майорович2 Я. Шафанда3

1 Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия

2 Университет Альберты, г. Эдмонтон, Канада

3 Институт геофизики Чешской академии наук, г. Прага, Чехия

Аннотация. На основе ранее опубликованных данных термометрии 2363 м скважины Hunt Well (провинция Альберта, Канада) и результатов ранее проведенной интерпретации получены новые реконструкции температурной истории земной поверхности и изменений теплового потока через поверхность за последние 40 тыс. лет. Обсуждаются два варианта построения временнóй шкалы геотермических реконструкций: традиционный, основанный на априорных данных о температуропроводности пород, и альтернативный, базирующийся на синхронизации изменений теплового потока с колебаниями инсоляции, обусловленными вариациями параметров земной орбиты. Показано, что второй вариант обеспечивает лучшее согласование геотермических реконструкций с косвенными свидетельствами хронологии дегляциации исследуемого района.
pdf
Демежко Д.Ю., Горностаева А.А., Майорович Я., Шафанда Я. НОВЫЙ ПОДХОД К ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ТЕРМОМЕТРИИ 2,3 КМ СКВАЖИНЫ HUNT WELL (ПРОВИНЦИЯ АЛЬБЕРТА, КАНАДА) // Уральский геофизический вестник. № 2 (26), 2015, c. 29-40.
Ссылки
  1. Горностаева А.А. Алгоритм расчета теплового потока через земную поверхность по данным об изменениях температуры поверхности // Уральский геофизический вестник. 2014. № 1. С. 37-45.
  2. Демежко Д.Ю. Геотермический метод реконструкции палеоклимата (на примере Урала). Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 144 с.
  3. Демежко Д.Ю., Горностаева А.А. Реконструкция изменений теплового потока через земную поверхность на Урале по геотермическим и метеоданным // Геофизические процессы и биосфера. 2014а. Т. 13. № 4. С. 21-40.
  4. Демежко Д.Ю., Горностаева А.А. Реконструкции долговременных изменений теплового потока через земную поверхность по данным геотермии глубоких скважин // Геология и геофизика. 2014б. Т. 55. № 12. С. 1841-1846.
  5. Демежко Д.Ю., Горностаева А.А., Тарханов Г.В., Есипко О.А. Реконструкция температурной истории земной поверхности за последние 30 000 лет по данным термометрии Онежской параметрической скважины // Геофизические исследования. 2013. Т. 14. № 2. С. 38-48.
  6. Beltrami H. Surface heat flux histories from inversion of geothermal data: Energy balance at the Earth's surface // J. of Geophys. Res: Solid Earth (1978-2012). 2001. V. 106. № B10. P. 21979-21993.
  7. Beltrami H., Matharoo G.S., Tarasov L., Rath V., and Smerdon J. E. Numerical studies on the Impact of the Last Glacial Cycle on recent borehole temperature profiles: implications for terrestrial energy balance // Clim. Past. 2014. № 10(5). P. 1693-1706.
  8. Beltrami H., Smerdon J.E., Pollack H.N., and Huang S. Continental heat gain in the global climate system // Geophys. Res. Lett. 2002. V. 29. № 8. P. 8-1-8-3.
  9. Beltrami H., Wang J., Bras R.L. Energy balance at the Earth's surface: Heat flux history in eastern Canada // Geophys. Res. Lett. 2000. V. 27. № 20. P. 3385-3388.
  10. Bennett W.B., Wang J., Bras R.L. Estimation of global ground heat flux // Journal of Hydrometeorology. 2008. V. 9(4). P. 744-759.
  11. Berger A., Loutre M.F. Insolation values for the climate of the last 10 million of years // Quaternary Sciences Review. 1991. V. 10. № 4. P. 297-317
  12. Broecker W.S., Kennett J.P., Flower B.P., Teller J.T., Trumbore S., Bonani G., and Wolffi W. Routing of meltwater from the Laurentide Ice Sheet during the Younger Dryas cold episode // Nature. 1989. V. 341. P. 318-321.
  13. Čermak V. Underground temperature and inferred climatic temperature of the past millennium // Palaeogeogr. Paleoecclimatol. Paleoecol. 1971. V.10. P. 1-19.
  14. Chapman D.S., Furlong K.P. Thermal state of the lower continental crust. / In: Fountain D.M., Arculus R., Kay R. (eds.), Continental lower crust. Elsevier, Amsterdam. 1992. Р. 179-199.
  15. Chouinard C., Mareschal J.C. Ground surface temperature history in southern Canada: temperatures at the base of the Laurentide ice sheet and during the Holocene // Earth and Planetary Science Letters. 2009. V. 277. № 1. P. 280-289.
  16. Dahl-Jensen D., Mosegaard K., Gundestrup N., Clow G.D., Johnsen S.J., Hansen A.W., and Balling N. Past temperatures directly from the Greenland Ice Sheet // Science. 1998. V. 282. P. 268-271.
  17. Demezhko D.Y., Gornostaeva A.A. Late Pleistocene-Holocene ground surface heat flux changes reconstructed from borehole temperature data (the Urals, Russia) // Clim. Past. 2015. V. 11. № 4. P. 647-652.
  18. Demezhko D.Yu., Gornostaeva A.A., Tarkhanov G.V., and Esipko O.A. 30,000 years of ground surface temperature and heat flux changes in Karelia reconstructed from borehole temperature data // Bulletin of Geography. Physical Geography Series, Versita Publishing. 2013. № 6. P. 7-25.
  19. Demezhko D.Yu., Ryvkin D.G., Outkin V.I., Duchkov A.D., and Balobaev V.T. Spatial distribution of Pleistocene/Holocene warming amplitudes in Northern Eurasia inferred from geothermal data // Clim. Past. 2007. V. 3. P. 559-568.
  20. Demezhko D.Yu., Shchapov V.A. 80,000 years ground surface temperature history inferred from the temperature-depth log measured in the superdeep hole SG-4 (the Urals, Russia) // Global and Planetary Change. 2001. V. 29 (1-2). P. 219-230.
  21. Dreyfus G.B., Parrenin F., Lemieux-Dudon B., Durand G., Masson-Delmotte V., Jouzel J., Barnola J.-M., Panno L., Spahni R., Tisserand A., Siegenthaler U., and Leuenberger M. Anomalous flow below 2700m in the EPICA Dome C ice core detected using 18O of atmospheric oxygen measurements // Clim. Past. 2007. V. 3. P. 341-353.
  22. Dyke A.S. An outline of North American deglaciation with emphasis on central and northern Canada // Quaternary glaciations: extent and chronology. 2004. V. 2. P. 373-424.
  23. Fisher T.G., Waterson N., Lowell T.V., and Hajdas I. Deglaciation ages and meltwater routing in the Fort McMurray region, northeastern Alberta and northwestern Saskatchewan, Canada // Quaternary Science Reviews. 2009. V. 28(17). P. 1608-1624.
  24. Golovanova I.V., Sal'manova R.Y., Demezhko D.Y. Climate reconstruction in the Urals from geothermal data // Russian Geology and Geophysics. 2012. V. 53(12). P. 1366-1373.
  25. Harris R.N., Chapman D.S. Climate change on the Colorado Plateau of the eastern Utah inferred from borehole temperatures // J. Geophys. Res. 1995. V. 100. № B4. P. 6367-6381.
  26. Kukkonen I.T., Šafanda J. Palaeoclimate and structure: the most important factors controlling subsurface temperatures in crystalline rocks. A case history from Outokumpu, eastern Finland // Geophysical Journal International. 1996. V. 126. № 1. P. 101-112.
  27. Kukkonen I.T., Jõeleht A. Weichselian temperatures from geothermal heat flow data // J. Geophys. Res.: Solid Earth (1978-2012). 2003. V. 108. № B3. P. 2163. doi:10.1029/2001JB001579.
  28. Lachenbruch A.H., Marshall B.V. Changing climate: Geothermal evidence from permafrost in the Alaskan Arctic // Science. 1986. V. 234. P. 689-696.
  29. Licciardi J.M., Clark P.U., Jenson J.W., and Macayeal D.R. Deglaciation of a soft-bedded Laurentide ice sheet // Quaternary Sci. Rev. 1998. V. 17. P. 427-448. doi:10.1016/S0277-3791(97)00044-9.
  30. Lunkka J.P., Saarnisto M., Gey V.P., Demidov I., and Kiselova V. Extent and age of the Last Glacial maximum in the southeastern sector of the Scandinavian Ice Sheets // Global and Planetary Change. 2001. V. 31. P. 407-426.
  31. Majorowicz J., Chan J., Crowell J., Gosnold W., Heaman L.M., Kück J., Nieuwenhuis G., Schmitt D.R., Unsworth M., Walsh N., and Weides S. The first deep heat flow determination in crystalline basement rocks beneath the Western Canadian Sedimentary Basin // Geophysical Journal International. 2014. V. 197(2). P. 731-747.
  32. Majorowicz J., Gosnold W., Gray A., Safanda J., Klenner R., and Unsworth M. Implications of post-glacial warming for northern Alberta heat flow-correcting for the underestimate of the geothermal potential // GRC Transactions. 2012. V. 36 (GRC1030303).
  33. Majorowicz J., Šafanda J. Heat flow variation with depth in Poland: evidence from equilibrium temperature logs in 2.9-km-deep well Torun-1 // International Journal of Earth Sciences. 2008. V. 97. № 2. P. 307-315.
  34. Majorowicz J., Šafanda J. Effect of postglacial warming seen in high precision temperature log deep into the granites in NE Alberta // International Journal of Earth Sciences. 2014. P. 1-9.
  35. Mareschal J.C., Rolandone F., Bienfait G. Heat flow variations in a deep borehole near Sept-Iles, Québec, Canada: Paleoclimatic interpretation and implications for regional heat flow estimates // Geophysical research letters. 1999. V. 26. № 14. P. 2049-2052.
  36. Martinson D.G., Pisias N.G., Hays J.D., Imbrie J., Moore T.C., and Shackleton N.J. Age dating and the orbital theory of the ice ages: development of a high-resolution 0-300 000 years chronostratigraphy // Quat. Res. 1987. V. 27. P. 1-30.
  37. Mottaghy D., Majorowicz J., Rath V. Ground surface temperature histories reconstructed from boreholes in Poland: implications for spatial variability / In: Przybylak R., Majorowicz J., Brazdil R., Kejna M. (eds.), The Polish Climate in the European Context, An Historical Overview, Chapter 27, Springer, Berlin. 2010. P. 375-389.
  38. Murton J.B., Bateman M.D., Dallimore S.R., Teller J.T., and Yang Z. Identification of Younger Dryas outburst flood path from Lake Agassiz to the Arctic Ocean // Nature. 2010. V. 464(7289). P. 740-743.
  39. Peltier W.R. Global glacial isostasy and the surface of the Ice-Age Earth: The ICE-5G (VM2) Model and GRACE // Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 2004. V. 32. P. 111-149. doi:10.1146/annurev.earth.32.082503.144359.
  40. Pollack H.N., Huang S., Shen P.Yu. Climate change record in subsurface temperatures: A global perspective // Science. 1998. V. 282. P. 279-281.
  41. Rajver D., Safanda J., Shen P.Y. The climate record inverted from borehole temperatures in Slovenia // Tectonophysics. 1998. V. 291. P. 263-276.
  42. Rolandone F., Mareschal J.C., Jaupart C. Temperatures at the base of the Laurentide Ice Sheet inferred from borehole temperature data // Geophys. Res. Lett. 2003. V. 30. № 18. P. 1-4.
  43. Saarnisto M., Saarinen, T. Deglaciation chronology of the Scandinavian Ice Sheet from the Lake Onega Basin to the Salpausselka End Moraines // Global and Planetary Change. 2001. V. 31. P. 387-405.
  44. Šafanda J., Szewczyk J., Majorowicz J. Geothermal evidence of very low glacial temperatures on a rim of the Fennoscandian ice sheet // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. № 7. L07211. doi: 10.1029/2004GL019547.
  45. Schneider C.L., Mei S., Haug K., and Gro-be M. The sub-Cretaceous unconformity and the Devonian subcrop in the Athabasca Oil Sands Area, townships 87-99, ranges 1-13, west of the Fourth Meridian. Alberta Energy Regulator, AER/AGS Open File Report 2014-07. 2014. 32 pp.
  46. Shen P.Y., Beck A.E. Least Squares Inversion in Borehole Temperature Measurements in Functional Space // J. Geophys. Res. 1991. V. 96. № B12. P. 19,965-19,979.
  47. Stokes C.R., Tarasov L., Dyke A.S. Dynamics of the North American Ice Sheet Complex during its inception and build-up to the Last Glacial Maximum // Quaternary Science Reviews. 2012. V. 50. P. 86-104.
  48. Svendsen J.I., Alexanderson H., Astakhov V.I., Demidov I., Dowdeswell J.A., Funder S., and Stein R. Late Quaternary ice sheet history of northern Eurasia // Quaternary Science Reviews. 2004. V. 23. № 11. P. 1229-1271.
  49. Tarasov L., Peltier W.R. Impact of thermomechanical ice sheet coupling on a model of the 100 kyr ice age cycle // J. Geophys. Res. 1999. V. 104. P. 9517-9545.
  50. Velichko A.A., Kononov Yu.M., Faustova M.A. The last glaciation of Earth: size and volume of ice-sheets // Quaternary International. 1997. V. 41. P. 43-51.
  51. Walsh N.J. Geochemistry and geochronology of the Precambrian Basement Domains in the Vicinity of Fort McMurray, Alberta. A Geothermal Perspective, M.Sc. Thesis, University of Alberta. 2013. 194 pp.
  52. Wang J., Bras R.L. Ground heat flux estimated from surface soil temperature // J. Hydrology. 1999. V. 216. № 3-4. P. 214-226.
Просмотров: 959 | Скачиваний: 699
Яндекс.Метрика
© 2006 – 2018
Icons by Freepik from www.flaticon.com
Вся информация получена из открытых источников.