Global Paleoclimate Indicators
वैश्विक जीवाश्म जलवायु संकेतक वैश्विक जीवाश्म जलवायु परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील प्रतिनिधि हैं। वे ज्यादातर समुद्री तलछट से प्राप्त होते हैं। दूसरी ओर, स्थलीय तलछट से प्राप्त पुरापाषाण जलवायु संकेतक आमतौर पर स्थानीय विवर्तनिक आंदोलनों और पुरापाषाण भौगोलिक विविधताओं से प्रभावित होते हैं। पृथ्वी जलवायु प्रणाली को नियंत्रित करने वाले कारकों में प्लेट विवर्तनिकी शामिल है, जो महाद्वीपों के विन्यास, वायुमंडल और महासागर के बीच परस्पर क्रिया और पृथ्वी की कक्षीय विशेषताओं (मिलानकोविच चक्र) को नियंत्रित करता है। वैश्विक जीवाश्म जलवायु संकेतक समुद्री तलछट में संरक्षित जैविक, भू-रासायनिक और खनिज डेटा सहित भूगर्भीय सामग्रियों के विश्लेषण से निकाली गई जानकारी के आधार पर स्थापित किए जाते हैं। संकेतकों को आम तौर पर तीन श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है; जीवाश्म विज्ञान, भू-रासायनिक और शिलाविज्ञान। अवसादी अभिलेख स्थानीय स्थलाकृति और महासागरीय और वायुमंडलीय धाराओं से प्रभावित होते हैं। हालाँकि, वैश्विक जलवायु महत्व के प्रॉक्सी जीवाश्म तापमान व्याख्या में कम अस्पष्ट हैं। समुद्री बायोटा ने जीवाश्म तापमान के लिए अब तक के सबसे अधिक प्रॉक्सी की पेशकश की है, जिनमें से सूक्ष्म जीवाश्म, अपने व्यापक, प्रचुरता और अक्षांश परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील होने के कारण, कई प्राथमिक महत्वपूर्ण जीवाश्म तापमान संकेतक प्रदान करते हैं। अक्षांशीय सूचकांक प्रजातियों की पहचान आमतौर पर तलछट में उनकी उपस्थिति को जीवाश्म तापमान के उतार-चढ़ाव से जोड़ने का पहला प्रयास है। आकृति विज्ञान, प्रचुरता, विविधता और भू-रसायन सहित समुद्री जैव के अन्य गुणों को भी जीवाश्म जलवायु संकेतकों के रूप में सफलतापूर्वक स्थापित किया गया है। अधिक जटिल सांख्यिकीय विश्लेषण (कारक विश्लेषण, प्रमुख घटक, आदि) जैव-भूगोल के क्षेत्र जीवाश्मों के समूहों को जीवाश्म-वर्तमान पुनर्निर्माण के लिए जल द्रव्यमान से जोड़ने में सक्षम रहे हैं। नीचे सूचीबद्ध कुछ प्रमुख जीवाश्म विज्ञान संबंधी उपकरण हैं जिनका उपयोग वैज्ञानिकों द्वारा जीवाश्म तापमान इतिहास के पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है। फोरामिनफरल उनके व्यापक वितरण और तलछट में प्रचुरता के कारण, फ़ोरम को जीवाश्म जलवायु और जीवाश्म पारिस्थितिकी पुनर्निर्माण से जुड़े उनके जैविक पात्रों के लिए सबसे व्यापक रूप से खोजा गया है। कई रिपोर्टों ने प्लैंकटनिक और बेंथिक दोनों फ़ोरम को पेलियोटेम्पेरेचर के लिए प्रॉक्सी के रूप में प्रलेखित किया है। इनमें सतह के तापमान के लिए रूपात्मक और जैव-भौगोलिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन शामिल है। आकृति विज्ञान प्लैंकटनिक फोरामिनिफेरल आबादी की जांच से संकेत मिलता है कि उष्णकटिबंधीय प्रजातियां उष्णकटिबंधीय जल में अपने सबसे बड़े परीक्षण आकार को प्राप्त करती हैं, और ध्रुवीय प्रजातियां ध्रुवीय जल में अधिकतम आकार तक पहुंचती हैं। उपोष्णकटिबंधीय और उपध्रुवीय जल में रहने वाली प्रजातियाँ बढ़ते और घटते तापमान दोनों के साथ परीक्षण के आकार में कम हो जाती हैं। बेंथिक फ़ोरम के प्रोलोकुलस (पहला कक्ष) आकार समुद्र के पानी के तापमान से प्रभावित होते हैं और उनके माध्य का उपयोग जीवाश्म जलवायु जांच के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया गया है। सोमाली बेसिन में समुद्र की सतह के तापमान के इतिहास की व्याख्या करने के लिए प्लैंकटनिक फोरामिनिफर ऑर्बुलिना यूनिवर्सा के औसत परीक्षण व्यास का उपयोग किया गया है। आर-मोड कारक और क्यू-मोड क्लस्टर विश्लेषण पाँच महत्वपूर्ण कारक संयोजनों और पाँच समूहों को परिभाषित करते हैं जो विभिन्न पर्यावरणीय विशेषताओं को दर्शाते हैं, जिसमें ऑक्सीजनकरण में वृद्धि, उच्च सतह उत्पादकता शामिल है। कुण्डली की दिशा कई फ़ोरमों को सतह के तापमान के जवाब में अलग-अलग कुण्डली दिशाओं के लिए उद्धृत किया गया है। उदाहरण के लिए, ग्लोबेरिना पैचिडर्मा, ठंडे पानी में दाईं कुंडलित दिशा बनाम गर्म पानी में बाईं ओर की प्रमुख आबादी प्रदर्शित करता है, और इन दोनों रूपों के अनुपात का उपयोग पेलियोटेम्पेरेचर का अनुमान लगाने के लिए किया गया है। क्रेटेशियस तलछट में मुरिकोहेबर्गेला डेलरिओन्सिस के लिए तापमान पर कुंडलित दिशाओं की एक समान निर्भरता दर्ज की गई है। ग्लोबिगेरिना बुलोइड्स, एक बेंथिक फोरम, को दक्षिणी हिंद महासागर के सतह तलछट में समुद्री जल के तापमान से संबंधित इसकी कुंडलित दिशाओं के लिए प्रलेखित किया गया है। एक अन्य बेंथिक फोरम बुलिनिना मार्जिनेटा के लिए इसी तरह के संबंध का दस्तावेजीकरण किया गया है। प्रजातियों की विविधता प्लैंकटनिक फोरामिनिफेरल प्रजातियों की विविधता उपलब्ध स्थानों पर निर्भर करती है, जो बदले में समुद्र परिसंचरण से संबंधित हैं। स्थिर समस्थानिक अभिलेखों के साथ सहसंबंध से, हिमनद अवधि की शुरुआत के बाद अधिकतम विविधता पाई गई है। 1960 के दशक में गहरे समुद्र के कोर उपलब्ध होने के बाद से, समुद्री तलछट से प्लैंकटनिक फोरामिनिफेरा के जीवाश्म-जलवायु सूचकांकों का उपयोग जीवाश्म-जलवायु पुनर्निर्माण के लिए किया गया है। फोरामिनिफेरा अक्षांशीय प्रचुरता को लागू करने वाले शुरुआती अग्रदूतों में, एरिकसन और वोलिन (1968) उष्णकटिबंधीय तलछट में ठंडे और गर्म पानी की प्रजातियों के अनुपात के आधार पर प्लीस्टोसिन हिमनद और अंतर-हिमनद चक्र स्थापित करने में सफल रहे। इसी तरह के काम को केनेट (1970) द्वारा उप-अंटार्कटिक क्षेत्र में विस्तारित किया गया था, जिन्होंने उपध्रुवीय ठंड और गर्म पानी के प्लैंकटनिक फोरामिनफेरल प्रजातियों के आधार पर, उष्णकटिबंधीय क्षेत्र में स्थापित रुझानों के अनुरूप, प्लीस्टोसिन में जीवाश्म जलवायु परिवर्तनों का पुनर्निर्माण किया। जब ड्रिलिंग कोर, जो पिस्टन कोर की तुलना में लंबे तलछट स्तंभों को बरामद करते थे, साथ आए, तो जीवाश्म काल में पुरापाषाण जलवायु पुनर्निर्माण जांच को और पीछे धकेल दिया गया। ओलिगोसिन में एक जलवायु वक्र का निर्माण मेक्सिको की खाड़ी में गर्म जल संकेतकों (टर्बोरोटालिया स्यूडोएमप्लियापर्टुरा, ग्लोबोक्वाड्रिना ट्राइपार्टीटा, डेंटोग्लोबिगेरिना ग्लोबुलारिस, डेंटोग्लोबिगेरिना बैरोमोएनेंसिस, "ग्लोबिगेरिना" सिपेरोएंसिस और ग्लोबिगेरिनाइड्स समूह, और कैसिगेरिनेला चिपोलेंसिस) और ठंडे पानी के संकेतकों (कैटाप्साइड्रैक्स एसपीपी., ग्लोबोरोटालोइड्स एसपीपी., सबबोटिना एंजिपोरोइड्स समूह, ग्लोबिगेरिना एस.) का उपयोग करके किया गया था। एस. आर., और टेनुइटेलिड्स)। 1995 में स्पेज़ाफ़ेरी द्वारा एक अधिक व्यापक भौगोलिक कवरेज की जांच की गई, जिन्होंने अटलांटिक, भारतीय और दक्षिण प्रशांत महासागरों में ड्रिलिंग कोर से नमूनों का विश्लेषण किया और फ़ोरामिनिफ़ेरा की पहचान की और उन्हें गर्म, ठंडे, गर्म-समशीतोष्ण और ठंडे-समशीतोष्ण सूचकांकों में वर्गीकृत किया। ओलिगोसिन और मायोसिन संक्रमण अवधि में एक पुरापाषाण जलवायु वक्र स्थापित किया गया था और वक्र समस्थानिक डेटा द्वारा समर्थित था। पेलियोक्लाइमेट के पुनर्निर्माण के लिए एक अधिक परिष्कृत दृष्टिकोण में कारक विश्लेषण का उपयोग करना शामिल है। थॉम्पसन (1981) पश्चिमी उत्तरी प्रशांत में वर्तमान जल द्रव्यमान के लिए मुख्य शीर्ष नमूनों से छह फोरामिनिफेरल संयोजनों को संबंधित करने में सक्षम था। संयोजनों को समुद्र की सतह के तापमान से जोड़ने के लिए एक स्थानांतरण कार्य उत्पन्न किया गया था। पिछले 150,000 वर्षों के लिए एक जीवाश्म तापमान वक्र को कोर में पुराने तलछट पर इस स्थानांतरण कार्य को लागू करके पुनर्निर्मित किया गया था। इसी तरह की तकनीक को इओसीन और ओलिगोसिन तलछट पर लागू किया गया है और फ़ोरम को सतह, मध्यवर्ती और गहरे जल-द्रव्यमान समूहों में वर्गीकृत किया गया है। इस प्रकार जीवाश्म तापमान में उतार-चढ़ाव के अलावा जल-द्रव्यमान स्तरीकरण का पुनर्निर्माण किया गया है। उत्तरी अटलांटिक के हाल के तलछट और मध्य-विस्कॉन्सिन ग्लेशियर तलछट के बीच कोक्कोलिथ की कुछ चयनित प्रजातियों के वितरण के लिए 15-डिग्री अक्षांश बदलाव का उल्लेख किया गया है। समुद्री तलछट में कोकोलिथ की सांद्रता सतह के तापमान से भी संबंधित प्रतीत होती है। यह पश्चिमी भूमध्यसागरीय प्लीस्टोसिन तलछट में कोक्कोलिथ संयोजनों के मात्रात्मक विश्लेषण से प्रदर्शित होता है। रेडियोलेरियन ठंडे पानी के विघटन के प्रतिरोधी होने के कारण, जो दुनिया भर में गहराई से कैल्शियस प्लैंकटनिक जीवाश्मों को गंभीर रूप से नष्ट कर देता है, रेडियोलेरियन पेलियोटेम्पेरेचर पुनर्निर्माण के लिए सबसे अधिक अध्ययन किए गए सिलिसियस प्लैंकटनिक जीवाश्मों में से एक बन गया है। उत्तरी प्रशांत गहरे समुद्री कोर में रेडियोलेरियन के अध्ययन से पता चला है कि प्रजातियों की विविधता और प्रचुरता दोनों में वृद्धि पिछले 16 मिलियन वर्षों की प्रमुख हिमनदीय घटनाओं के अनुरूप है। रेडियोलेरियन संरचनाओं में परिवर्तन भी सामान्य समुद्र सतह के तापमान में प्रतिबिंबित होने के लिए स्पष्ट हैं। सांख्यिकीय विश्लेषण (क्यू-मोड कारक विश्लेषण) को लागू करके, सतह के तलछट से रेडियोलेरियन संयोजनों के कई मात्रात्मक अध्ययनों ने एक स्थानांतरण कार्य स्थापित किया है जो जीवाश्म-समुद्र सतह के तापमान का अनुमान लगाने में सक्षम बनाता है। उदाहरण के लिए, पिसियास एट अल। (1997) वर्तमान प्रशांत जैव भूगोल के प्रतिनिधि संयोजनों की पहचान करने में सक्षम थे और अंतिम हिमनद अधिकतम के समुद्र सतह के तापमान की भविष्यवाणी करने के लिए इन संयोजनों का उपयोग किया। ध्रुवीय और उपध्रुवीय समुद्री वातावरण में डायाटम डायाटम प्रजातियाँ आमतौर पर समुद्र की सतह के तापमान और समुद्री बर्फ की स्थिति के संदर्भ में पारिस्थितिक प्राथमिकताओं की एक संकीर्ण श्रृंखला प्रदर्शित करती हैं। डायाटम संयोजनों और सतह के तलछट में उनकी पारिस्थितिक प्राथमिकताओं के बीच एक स्थापित संबंध, इसलिए, सतह के नीचे तलछट पर लागू किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अंटार्कटिक प्रायद्वीप की सतह के तलछट में डायटम के सांख्यिकीय विश्लेषण ने समुद्री बर्फ और खुली समुद्री स्थितियों के लिए सूचक डायटम संयोजन स्थापित किए हैं, और इन संयोजनों का उपयोग होलोसीन तलछट में क्रमशः हिमनदीय और अंतर-हिमनदीय चरणों के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया गया है। साइबेरिया और मंगोलिया में लैकुस्ट्रिन तलछट के डायटम अध्ययन ऑक्सीजन आइसोटोप रिकॉर्ड के साथ सहसंबंध के माध्यम से प्लैंकटनिक डायटम विविधता और जीवाश्म जलवायु के बीच अंतिम हिमनदीय अधिकतम के दौरान एक घनिष्ठ संबंध प्रदर्शित करते हैं, जो वैश्विक बर्फ की मात्रा में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करते हैं। भूमध्य सागर में डिनोफ्लागेलेट सिस्ट पर डिनोफ्लागेलेट जांच ने गर्म और ठंडे समशीतोष्ण डायनोसिस्ट प्रजातियों की पहचान की है और इन प्रजातियों का उपयोग पिछले 30,000 वर्षों के दौरान जीवाश्म जलवायु परिवर्तनों के पुनर्निर्माण के लिए किया गया है। चतुर्धातुकों के लिए जीवाश्म जलवायु प्रतिनिधि के रूप में ओस्ट्राकोड क्रस्टेशियंस का उपयोग करना अच्छी तरह से स्थापित किया गया है। न केवल उनकी सूचक प्रजातियाँ, बल्कि उनके कोशों के अनुरेखण तत्व और स्थिर समस्थानिक भू-रसायन को भी पिछले जलवायु उतार-चढ़ाव के प्रमाण के रूप में प्रलेखित किया गया है। भू-रासायनिक संकेतक आइसोटोप ऑक्सीजन इसका आइसोटोप अंशन पानी के तापमान से जुड़ा हुआ है और विभिन्न स्रोतों से इसके आइसोटोप अनुपात का व्यापक रूप से जीवाश्म जलवायु के पुनर्निर्माण के लिए उपयोग किया गया है। कैल्शियम कार्बोनेट में ऑक्सीजन आइसोटोप प्राचीन महासागर के तापमान का अनुमान लगाने के लिए भू-तापमापक के रूप में सबसे व्यापक रूप से लागू किया गया है। आइसोटोप पेलियोक्लाइमेटोलॉजी के सबसे सफल अनुप्रयोग गहरे समुद्र के तलछट से फोरामिनिफेरा का अध्ययन रहे हैं। उदाहरण के लिए, शेकलटन और केनेट (1975) ने अंटार्कटिक क्षेत्र में प्लैंकटनिक और बेंथिक फोरामिनिफेरा दोनों की ऑक्सीजन आइसोटोप संरचना के विश्लेषण के आधार पर सेनोज़ोइक पेलियोटेम्पेरेचर इतिहास की स्थापना की है। चूँकि समुद्री जीवाश्म अभिलेखों में 18O/16O अनुपात में भिन्नताएँ वैश्विक हैं, इसलिए कालानुक्रमिक सहसंबंध के लिए ऑक्सीजन समस्थानिक स्तरीकरण का उपयोग किया गया है। कार्बन स्थिर कार्बन समस्थानिक संरचना जीवाश्म पर्यावरण स्थितियों की व्याख्या के लिए एक और व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रॉक्सी है। पेलियोसिन से मायोसिन तक सतह के तापमान में उतार-चढ़ाव अंटार्कटिक क्षेत्र में फोरामिनिफेरा से कार्बन आइसोटोप डेटा के आधार पर स्थापित किया गया है। तलछट में संरक्षित कार्बनिक पदार्थ जीवाश्म पारिस्थितिकी तंत्र को दर्ज करते हैं, और इसकी कार्बन समस्थानिक संरचना का उपयोग जीवाश्म जलवायु विकास के पुनर्निर्माण के लिए भी किया गया है। उदाहरण के लिए, रोजर्स और कून्स (1969) ने बताया है कि मेक्सिको की खाड़ी में चतुर्धातुक समुद्री तलछट में कार्बनिक पदार्थों से प्राप्त कार्बन समस्थानिक अनुपात, प्लीस्टोसिन जलवायु परिवर्तनों के साथ अच्छी तरह से संबंधित है। चेन एट अल। (2011) ने तिब्बत में मिट्टी के नमूनों के आधार पर अंतिम हिमनद अधिकतम के बाद से प्राचीन जलवायु में उतार-चढ़ाव का दस्तावेजीकरण किया है। जीवाश्म पर्यावरण पुनर्निर्माण के लिए प्रॉक्सी के रूप में उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक कार्बन आइसोटोप के अन्य स्रोतों में झील के स्तर की विविधताओं के लिए लैकुस्ट्रिन जमा, वर्षा में उतार-चढ़ाव के लिए जीवाश्म कशेरुकी, जीवाश्म पारिस्थितिकी और जीवाश्म जलवायु स्थितियों के लिए तेल शेल शामिल हैं। बायोमार्कर लिपिडः समुद्री तलछट में, आई. पी. 25 (25 कार्बन परमाणुओं के साथ आइस प्रॉक्सी) नामक एक स्थिर लिपिड, जिसे समुद्री-बर्फ निवास डायटम द्वारा जैवसंश्लेषित किया जाता है, आमतौर पर आर्कटिक क्षेत्र में वसंत समुद्री-बर्फ आवरण से संबंधित पाया गया है, इस प्रकार इस प्रॉक्सी का उपयोग समुद्री-बर्फ कवरेज के पुनर्निर्माण के लिए किया जा सकता है। एक अलग बायोमार्कर, आई. पी. एस. ओ. 25 (25 कार्बन परमाणुओं के साथ बर्फ प्रॉक्सी दक्षिणी महासागर) को अंटार्कटिक क्षेत्र में समुद्री-बर्फ आवरण के लिए एक उपयोगी प्रतिनिधि के रूप में प्रलेखित किया गया है। लिथोलॉजिकल संकेतक बर्फ से बने मलबे सभी लिथोलॉजिकल संकेतकों में, बर्फ से बने मलबे (आई. आर. डी.) जीवाश्म जलवायु के पुनर्निर्माण के लिए सबसे उपयोगी उपकरण है। आई. आर. डी. की उच्च सांद्रता उन हिमनदीय अंतरालों का प्रमाण देती है जिनके दौरान हिमखंडों ने ध्रुवीय क्षेत्रों से दूर की यात्रा की थी। दक्षिण प्रशांत में, आई. आर. डी. का उपयोग सेनोज़ोइक में हिमनदों के लिए प्रॉक्सी के रूप में किया गया है और उप-अंटार्कटिक क्षेत्र के लिए एक हिमनदों का इतिहास स्थापित किया गया है। इतिहास फोरामिनिफेरा प्रजाति विविधता डेटा द्वारा भी समर्थित है। पश्चिमी आर्कटिक महासागर में, बर्फ से बने मलबे की जांच ने पिछले 10 लाख वर्षों में कम से कम छह हिमनदीय अंतरालों की पहचान की है। अवसादन की उच्च दर वाले गहरे समुद्र के कोर आई. आर. डी. के उच्च संकल्प विश्लेषण की अनुमति देते हैं। उत्तरी प्रशांत में, आई. आर. डी. के अभिलेखों में अंतरस्थलीय (हिमनदीय अंतराल के दौरान अल्पकालिक तापीय घटना) को चित्रित किया गया है, जो उत्तरी अटलांटिक में इसी तरह की घटनाओं के साथ सहसंबद्ध हो सकते हैं। समुद्री तलछट में समुद्री कार्बोनेट कार्बोनेट मुख्य रूप से कैल्सीफाइंग जीवों से आता है, जिसमें डायजेनेसिस और वर्षा से मामूली योगदान होता है। बायोजेनिक कैल्शियम कार्बोनेट में दो बहुरूप होते हैं; फोरामिनिफेरा और कोक्कोलिथ द्वारा कैल्साइट और प्रवाल और टेरोपॉड द्वारा एरागोनाइट। जबकि फोरामिनिफेरा का वितरण आम तौर पर वैश्विक है, प्रवाल का वितरण उपोष्णकटिबंधीय से उष्णकटिबंधीय है। इसलिए जीवाश्म प्रवाल के वितरण का उपयोग आमतौर पर जीवाश्म अक्षांशों के लिए प्रतिनिधि के रूप में किया जाता है। कीसलिंग एट अल। (1999) ने "फैनेरोजोइक रीफ्स" के लिए एक डेटाबेस संकलित किया है जिसमें पेलियोक्लाइमेटोलॉजिकल पुनर्निर्माण मेललेट आदि के लिए उनके पेलियोपोस्टियन शामिल हैं। (2021), कार्बोनिफेरस प्रवाल भित्तियों के वितरण के आधार पर मिसिसिपियन के दौरान गर्म पुरापाषाण जलवायु स्थितियों का प्रदर्शन किया गया, जो पैंजिया के सुपरकॉन्टिनेंट पर प्रवाल भित्तियों के व्यापक प्रसार की विशेषता है, और इसके बाद प्रारंभिक पेंसिल्वेनियन शीतलन होता है, जो प्रवाल भित्तियों की दुर्लभ घटना से चिह्नित होता है। ऊलिटिक चूना पत्थर समुद्री कार्बोनेट ऊइड्स गर्म, अति संतृप्त, उथले, अत्यधिक उत्तेजित समुद्री जल अंतर-ज्वारीय वातावरण में बनते हैं, और भूगर्भीय अभिलेखों में उनकी उपस्थिति जीवाश्म जलवायु और जीवाश्म भौगोलिक पुनर्निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका प्रदान करती है। हुआंग एट अल। (2017), उदाहरण के लिए, पर्मियन ऊइड्स और ग्लेशियोमैरिन डायमिक्टाइट्स के वितरण के आधार पर, अन्य गोंडवाना महाद्वीपों के संबंध में, दक्षिण-पश्चिमी चीन में बाओशन ब्लॉक को पुनर्स्थापित किया है। संदर्भ भूविज्ञान पुरापाषाण जलवायु विज्ञान समुद्री भूविज्ञान जलवायु भू-रसायन खनिज विज्ञान