Долгие споры о причине и завершении ледниковых периодов подошли к концу — это также может помочь в прогнозировании будущего
Исследователи в основном поставили точку в долгих спорах о фундаментальном механизме, вызывавшем периодические ледниковые периоды на Земле в течение последних 2,5 миллионов лет. Они в конечном счете связаны с незначительными изменениями в солнечной радиации, вызванными предсказуемыми колебаниями орбиты и оси вращения Земли.
В публикации, которая выйдет в пятницу в журнале Science, исследователи из Университета штата Орегон и других учреждений приходят к выводу, что известные колебания вращения Земли привели к тому, что глобальный уровень оледенения достиг пика около 26 000 лет назад, стабилизировался на 7000 лет, а затем начал сокращаться 19 000 лет назад, что в конечном итоге положило конец последнему ледниковому периоду.
Таяние было первоначально вызвано увеличением солнечной радиации, а не изменениями уровня углекислого газа или температуры океана, как предполагали некоторые ученые в последние годы.
«Солнечная радиация была тем спусковым крючком, который начал таяние льда, теперь это практически точно», — сказал Питер Кларк, профессор геонаук в OSU. «Изменения в уровнях атмосферного CO₂ и циркуляции океана также происходили, но позже, и они усилили процесс, который уже начался».
По словам ученых, эти выводы важны, потому что они дадут исследователям более точное понимание того, как ледяные щиты тают в ответ на механизмы радиационного воздействия. И хотя изменения 19 000 лет назад были вызваны увеличением солнечной радиации, это количество нагрева можно соотнести с ожидаемым от текущего роста уровня парниковых газов, что поможет ученым точнее прогнозировать, как будут реагировать существующие ледяные щиты Земли в будущем.
«Теперь мы с гораздо большей уверенностью знаем, как древние ледяные щиты реагировали на солнечную радиацию, и это будет очень полезно для лучшего понимания того, что ждет в будущем», — сказал Кларк.
Для своего анализа исследователи использовали данные о 6000 датах и местоположениях ледяных щитов, чтобы с высокой точностью определить, когда они начали таять. Этим они подтвердили теорию, впервые разработанную более 50 лет назад, которая указывала на небольшие, но определяемые изменения в вращении Земли как на триггер ледниковых периодов.
«Мы можем рассчитать изменения оси и вращения Земли, уходящие на 50 миллионов лет в прошлое, — сказал Кларк. — Они вызваны в основном гравитационным влиянием более крупных планет, таких как Юпитер и Сатурн, которые слегка тянут и толкают Землю по-разному в течение периодов в тысячи лет».
Это, в свою очередь, может изменять ось Земли — ее наклон к солнцу — примерно на два градуса в течение длительных периодов времени, что меняет способ падения солнечного света на планету. И этих небольших сдвигов в солнечной радиации было достаточно, чтобы вызвать множественные ледниковые периоды за последние примерно 2,5 миллиона лет, достигающие своих экстремумов примерно каждые 100 000 лет.
По словам ученых, примерно сейчас Земля должна была бы переходить от длительного межледникового периода, длившегося последние 10 000 лет, обратно к условиям, которые в конечном итоге приведут к новому ледниковому периоду, если бы не другие силы. Однако из-за выбросов парниковых газов Земля уже нагрелась за последние примерно 200 лет так же сильно, как это обычно происходит за несколько тысяч лет.
«Одна из самых больших проблем сейчас — это то, как ледяные щиты Гренландии и Антарктиды отреагируют на глобальное потепление и повлияют на повышение уровня моря, — сказал Кларк. — Это исследование поможет нам лучше понять этот процесс и повысить достоверность наших моделей».