Высокоточная летопись климатической истории Земли ставит текущие изменения в контекст
Климатологи впервые составили непрерывную, высокоточную летопись вариаций климата Земли за последние 66 миллионов лет. Запись выявила четыре отчетливых климатических состояния, которые исследователи назвали Парник (Hothouse), Теплый дом (Warmhouse), Прохладный дом (Coolhouse) и Ледниковый дом (Icehouse).
Эти основные климатические режимы сохранялись миллионы, а иногда и десятки миллионов лет. Внутри каждого из них климат демонстрирует ритмические колебания, соответствующие изменениям орбиты Земли вокруг Солнца. Однако каждый режим имеет характерный отклик на орбитальные вариации, которые вызывают относительно небольшие изменения глобальной температуры по сравнению с резкими сдвигами между разными климатическими состояниями.
Новые данные, опубликованные 10 сентября в журнале Science, стали результатом десятилетий работы и масштабного международного сотрудничества. Ключевой задачей было определить прошлые климатические вариации в достаточно мелком временном масштабе, чтобы увидеть изменчивость, обусловленную орбитальными циклами Миланковича.
«Мы давно знаем, что ледниково-межледниковые циклы задаются изменениями орбиты Земли. Реконструируя прошлый климат, мы хорошо видели долгосрочные изменения, но долгое время восстановление более тонкого ритмического сигнала считалось невозможным», — пояснил соавтор Джеймс Захос из Калифорнийского университета в Санта-Круз. — «Теперь, когда нам удалось зафиксировать естественную изменчивость климата, мы видим, что прогнозируемое антропогенное потепление будет намного сильнее».
Последние 3 миллиона лет климат Земли находился в состоянии Ледникового дома. Однако выбросы парниковых газов теперь ведут планету к состояниям Теплого дома и Парника, не наблюдавшимся со времен эоцена, закончившегося около 34 миллионов лет назад. Тогда полярных ледяных шапок не существовало, а средние глобальные температуры были на 9–14 °C выше современных.
«Согласно проекциям МГЭИК (IPCC) на 2300 год по сценарию "обычного развития" (business-as-usual), глобальная температура может достигнуть уровня, которого планета не видела 50 миллионов лет», — заявил Захос.
Критически важными для составления летописи стали высококачественные керны морских осадков, полученные в рамках международных программ бурения (ODP, IODP). Климатические сигналы записаны в раковинах микроскопического планктона (фораминифер). Проанализировав керны, исследователи создали «астрохронологию», сопоставив климатические вариации в слоях осадков с орбитальными циклами Земли.
«Климатический отклик на орбитальные вариации зависит от таких факторов, как уровень парниковых газов и протяженность полярных ледниковых щитов», — отметил Захос. Большинство крупных климатических переходов за последние 66 миллионов лет были связаны именно с изменениями концентрации парниковых газов.
Новая климатическая летопись предоставляет ценные рамки для многих областей науки: тестирования климатических моделей, исследований геодинамики и изучения того, как изменения среды驱动 (drive) эволюцию видов.