Dating and interpreting a firn core from the East Antarctic Plateau
Doğu Antarktika Platosu'ndan alınan firn karotunun tarihlendirilmesi ve yorumlanması
- Tez No: 900168
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ GEORG JOHANNES SCHWAMBORN, DR. ÖĞR. ÜYESİ MARIA HÖRHOLD
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeofizik Mühendisliği, Jeoloji Mühendisliği, Geophysics Engineering, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Katı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeodinamik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Doğu Antarktika Platosu'ndaki yıllık ortalama sıcaklık ve birikim oranındaki potansiyel değişikliklerin tespit edilmesi ve bu değişiklikleri anlaşılması, Antarktika buz tabakasının küresel ısınmaya karşı hassasiyetinin ve gelecekteki tepkilerinin değerlendirilmesi açısından önemlidir. Buzullar ve buz tabakaları, kar birikiminin buharlaşma ve/veya erime yoluyla meydana gelen kayıplardan daha fazla olduğu durumlarda büyüme gösterir. Kutup buz tabakalarında yağan kar erimez, bunun yerine onlarca yıl boyunca yeni kar katmanlarının altında gömülür ve daha derinlere indikçe yoğunluğu artar. Ancak, Doğu Antarktika Platosu gibi çok düşük birikim oranlarına ve bu oranın mekansal değişkenliği nedeniyle, yüzyıllık ve on yıllık zaman çözünürlüğüne sahip firn karotlarından iklim göstergelerinin yorumlanması oldukça zorlayıcıdır. Doğu Antarktika Platosu'ndaki buz karotlarının tarihlendirilmesindeki karşılaşılan temel zorluklar, bölgenin çok düşük birikim oranları ve düzensiz kar birikimi ile ilişkilidir. Düşük birikim oranları, yıllık katmanların ayırt edilmesini zorlaştırarak, geleneksel tarihleme yöntemlerinin, özellikle yıllık katman sayımı gibi tekniklerin güvenilirliğini sınırlamaktadır. Buna ek olarak, Doğu Antarktika Platosu'nda eğimlerde meydana gelen küçük değişiklikler, rüzgar yönü ve hızını etkileyerek kar birikiminde önemli değişikliklere neden olabilmektedir. Bu bölgedeki doğrudan veya dolaylı kayıtların azlığı, geçmiş buz birikim oranlarını güvenilir bir şekilde belirlemeyi güçleştirmektedir. Mevcut tarihleme yöntemleriyle elde edilebilen yaş tahminlerinin sınırlı olması ve bu yöntemlerle sağlanan belirsizlik değerlendirmelerinin düşük güvenilirliği, bu tür çalışmların önündeki en büyük engellerden biridir. Bu çalışmada, Coldest Firn Projesi kapsamında, 16-18 Ocak 2017 tarihlerinde Doğu Antarktika Platosu'nda, deniz seviyesinden 3544 metre yükseklikte bulunan 79°19'55''G, 34°57'53''D koordinatlarında alınan 204 metre uzunluğundaki B56 firn karotu analiz edilmiştir. Sahada yapılan ölçümler sırasında, bu firn karotunun 10 metre derinliğinde gerçekleştirilen sıcaklık ölçümü yaklaşık -55.1 °C olarak kaydedilmiştir. Ayrıca, B56 firn karotunun yüzeyine yakın olan ilk bir metre kalınlığındaki kar örneklerinin ortalama yoğunluğu, dört farklı 1 metrelik örnek üzerinden hesaplanmış ve ortalama 351 kg m-3 olarak belirlenmiştir. Yoğunluk verileri, her biri 113 metre derinliğe kadar birer metrelik bölümlere karşılık gelen torba ortalama yoğunluk değerleri olarak elde edilmiştir. Karotun tüm uzunluğu boyunca dielektrik profil ölçümleri yapılmıştır. Karotun ilk 70 metresi, Sürekli Akış Analizi yöntemi ile analiz edilmiş ve erimiş sudan yarı-ayrık örnekler toplanmıştır. Bu örnekler iyon konsantrasyonları açısından analiz edilmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, Doğu Antarktika firn karotlarının kronolojik analizi için özel olarak bir Python tabanlı tarihleme aracı geliştirmeyi amaçlamaktadır. Araştırma, Doğu Antarktika Platosundan çıkarılan 204 metre uzunluğundaki B56 firn karotunun kapsamlı bir analizi yoluyla bu metodolojik çerçevenin uygulanmasını ve iyileştirilmesini hedeflemektedir. Çalışmanın başlıca hedefleri arasında, B56 firn karotu için en iyi zaman çözünürlüğüne sahip doğru bir derinlik-yaş ölçeği oluşturmak ve nicel birikim oranlarını belirlemek yer almaktadır. Bu amaçla, bilinen volkanik patlamalara karşılık gelen volkanik kül tabakaları gibi mutlak yaş belirteçlerinin tanımlanması ve bu belirteçlerin kronolojik çerçeveye bağlanması, mevcut yoğunluk verilerine dayalı olarak Herron-Langway yoğunlaşma modelinin kullanılması, derinlik-yaş ilişkisinin oluşturulması ve bu modelin Doğu Antarktika bağlamındaki uygulanabilirliğinin değerlendirilmesi, ve daha önce tarihlendirilmiş karotlardan elde edilen yaş ölçeklerinin, yüksek çözünürlüklü ölçümler (örneğin, dielektrik iletkenlik ve iyon kromatografisi - deniz tuzu olmayan sülfat konsantrasyonu) kullanılarak B56 karotuna uygulanması hedeflenmektedir. İlk olarak, belirli tarihlerinin kesin olarak bilindiği varsayılarak 1815 Tambora volkanik patlaması ve Tambora volkanik olayıyla yakınlığı nedeniyle 1809“Bilinmeyen”volkanik patlama, 1453 Kuwae volkanik patlaması, 1257 Samalas volkanik patlaması ve gözlemlenen kül tabakası (M.Ö. 1612) mutlak yaş belirteçleri olarak kullanılmıştır. Bu belirteçler, derinlik-yaş ilişkisini belirlemek amacıyla zaman serileri oluşturmada kullanılmıştır. Bu veriler ışığında, 2016-1815 CE arasında yıllık birikim oranı 0.0231 m w.e. yıl-1 olarak, 1815-1809 CE arasında 0.0083 m w.e. yıl-1, 1809-1453 CE arasında 0.0227 m w.e. yıl-1, 1453-1257 CE arasında 0.0259 m w.e. yıl-1 ve 1257 CE ile M.Ö. 1612 arasında 0.0251 m w.e. yıl-1 olarak hesaplanmıştır. Genel ortalama birikim hızı ise 0,0247 m w.e. yıl-1'dir. Bu mutlak yaş belirteçleri kullanılarak, 200 metre derinlikteki yaş yaklaşık 6000 yıl olarak hesaplanmıştır. İkinci olarak, yoğunluğu verilerini değerlendirmek amacıyla derinlik-yaş ilişkisinin belirlenmesinde Herron-Langway modeli kullanılmıştır. Bu modelde, sıcaklık ve kar birikimi sabit kabul edildiği ve kar yoğunluğu ile kar yüzeyinin altındaki derinlik arasındaki ilişkinin zamanla değişmediği varsayımına dayanmaktadır. Bu yaklaşım, pratik ve hızlı bir tarihleme sürecini kolaylaştırmasına rağmen, buzul sistemlerinin zaman içinde sergilediği karmaşık dinamikleri göz ardı etmektedir. Bu yaklaşım, özellikle daha derin buz katmanları için belirsizlikleri artırma eğilimindedir. Ayrıca, sabit birikim oranlarının kullanılması, buzulun yıllık birikim eğilimleri hakkında doğrudan bilgi sağlamamaktadır. Herron-Langway modeli, torba ortalama yoğunluk verilerine en iyi uyumu 0,024 m w.e. yıl-1 oranında bulmuş ve bu değer için %10'luk bir tolerans aralığı ±0,002 m w.e. yıl-1'lik bir optimum birikim oranı belirlenmiştir. Kullanılan birikim oranına bağlı olarak, 200 metre derinlikte elde edilen yaş 6000 ile 7200 yıl arasında değişmektedir. Üçüncü olarak, dielektrik profili ve deniz tuzu olmayan sülfat (nssSO42-) konsantrasyon verileri, geçmişte kaydedilmiş bilinen volkanik patlamalarla eşleştirilerek başka bir derinlik-yaş modeli oluşturulmuştur. Bu yöntem daha yüksek çözünürlüklü veriler sağlamasına karşın, volkanik olayların zaman içerisinde doğru şekilde eşleştirilmesinin zorluğu, özellikle daha büyük derinliklerde belirsizliğin artmasına neden olur. Bu yöntemle, karotun ilk 70 metresi için nssSO42- kullanılarak 17 volkanik patlama ile, 70 metreden karotun tabanına kadar ise dielektrik profili kullanılarak 7 volkanik olay ile eşleştirilmiştir. Elde edilen ortalama birikim oranı 0,0254 m w.e. yıl-1 olarak hesaplanmıştır. Bu modele göre, 200 metre derinlikteki yaş yaklaşık 6200 yıl olarak belirlenmiştir. Doğu Antarktika Platosu'ndan alınan diğer firn karotları için yayınlanmış yaş modelleriyle kıyaslandığında, elde edilen sonuçlar iyi bir uyum göstermektedir. Karşılaştırmalı olarak, karotun üst 40 metreye kadar olan tüm yaş modellerinin (yaklaşık olarak 1000 yıl) tutarlı olduğu, ancak Herron-Langway modelinin daha derinlerde yaşı olduğundan fazla tahmin ettiğini gözlemlenmiştir. Bu bulgular, geçmişteki birikim oranlarındaki değişikliklere işaret ettiğini ve Herron-Langway modelinde (sabit bir birikim oranı kullanarak) sapmaya yol açtığını öne sürülmektedir. Sonuç olarak, tarihleme yöntemlerinin birleştirilmesiyle, firn karotunun tamamı için makul bir tarihleme sağlanmış ve aynı zamanda elde edilen yaş modelinin zaman çözünürlüğünü de iyleştirilmiştir. Bu çalışma, firn karotunun iklim göstergelerinin yorumlanmasını geliştirecek ve Doğu Antarktika Platosundan diğer firn karotları için bir rol modeli olarak hizmet edecektir.
Özet (Çeviri)
Detecting and understanding potential changes in annual mean temperature and accumulation rate at the East Antarctic Plateau is crucial to assess the sensitivity and future response of the Antarctic ice sheet to global warming. Due to the very low accumulation rate and its spatial variability, the interpretation of climate proxies from shallow firn cores with centennial to decadal time resolution is challenging. A major limitation is the available time resolution obtained by available dating approaches and a reliable assessment of its uncertainty. In this study, a 204 m long firn core, B56, drilled in 2017 on the East Antarctic Plateau, is analyzed. The major goal of this study is dating the firn core by combining different dating methods based on available density data, dielectric properties, and ion chromatography (of non-sea-salt sulfate) data. To utilize density, the Herron-Langway model is used for determining the depth-age relation. In this model, temperature and snow accumulation are assumed to be constant and the relationship between the snow density and the depth below the snow surface does not change over time. Depending on the accumulation rate used, the resulting age at 200 m depth varies between 6000 to 7200 years. Secondly, the dielectric profile and non-sea-salt sulfate concentration (nssSO42-) data are used for constructing another depth-age model, thereby matching prominent data peaks to known volcanic eruptions that have been recorded in the past. Here, the resulting age at 200 m depth is determined to be about 6200 years, which compares well to published age models of firn cores from the East Antarctic Plateau. In comparison, it is recognized that all age models are consistent within the upper 40 m (stretching over the past 1000 years), but the Herron-Langway model tends to overestimate the age at greater depths. It is proposed that the findings indicate changes of the accumulation rate in the past, leading to the offset in the Herron-Langway model (which uses a constant accumulation rate). However, by combining the dating methods, it is possible not only to provide a reasonable dating over the full firn core, but also to improve the time resolution of the derived age model. This will improve the interpretation of the climate proxies extracted from this firn core and may serve as a role model for other shallow firn cores from the East Antarctic Plateau.
Benzer Tezler
- Kubad Abad'a (Konya) ait Selçuklu seramik ve çinilerinin termolüminesans (TL) tarihlendirilmesi, yapısının belirlenmesi ve teknolojisinin açıklanması
Thermoluminescence (TL) dating, reconstructing and interpreting the technologies of Seljuk's ceramics and tiles from Kubad Abad (Konya)
MUSTAFA TOPAKSU
Doktora
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ZEHRA YEĞİNGİL
- Tarihsel süreç içerisinde Türk Halk Müziğinde farklılaşma olgusunu müzik endüstrisi üzerinden okumak (1927-2000 arası)
Tracing the phenomenon of differentiation in Turkish Folk Music in the historical process through the music industry (Between 1927-2000)
HÜSEYİN KARA
- Tefsirde anakronizm ve sebepleri
Anachronism in the tafsir and its reasons
HASAN YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2024
DinRecep Tayyip Erdoğan ÜniversitesiTemel İslam Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDULLAH AYGÜN
- İstanbul'da yeni işlevlerle kullanılan tarihi yapıların üslup sorunsalı
Style problematics in re-used historical architecture in Istanbul
BANU PEKOL
- Archiving of the conservation data of immovable cultural assets dating to 1300-1600 in Urla center using gis
CBS kullanarak Urla merkezindeki 1300-1600'e tarihlenen taşınmaz kültür varlıklarının koruma verilerinin arşivlenmesi
VELİ MUSTAFA YÖNDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mimarlıkİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMimari Restorasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MİNE TURAN
DOÇ. DR. ALİ CAN DEMİRKESEN