Улучшенная модель предлагает невероятный контроль над циклами ледниковых периодов

Исследовательская группа климатологов и астронома с помощью усовершенствованной компьютерной модели воспроизвела цикл ледниковых периодов 1,6–1,2 миллиона лет назад. Результаты показывают, что цикл определялся в первую очередь астрономическими силами, но совершенно иным образом, чем в современную эпоху. Это поможет лучше понять прошлое, настоящее и будущее ледниковых щитов и климата Земли.

Орбита Земли вокруг Солнца и ориентация оси вращения медленно меняются со временем из-за гравитационного влияния Солнца, Луны и других планет. Эти астрономические силы воздействуют на окружающую среду, изменяя распределение солнечного света и контраст между сезонами. Особенно чувствительны к этим внешним воздействиям ледниковые щиты, что приводит к циклической смене ледниковых и межледниковых периодов.

Современный цикл оледенения имеет период около 100 000 лет. Однако в раннем плейстоцене (около 800 000 лет назад) ледниковый цикл менялся быстрее, с периодом около 40 000 лет. Считалось, что причиной этой перемены являются астрономические внешние силы, но детали механизма оставались неясны. В последние годы появилась возможность детальнее изучить их роль благодаря уточнению геологических данных и развитию теоретических исследований.

Команда под руководством Ясуто Ватанабэ из Токийского университета сосредоточилась на раннем плейстоцене (1,6–1,2 млн лет назад), используя улучшенную климатическую компьютерную модель. В симуляции учтены астрономические силы на основе современной передовой теории. Крупномасштабные численные моделирования хорошо воспроизводят 40 000-летний ледниковый цикл раннего плейстоцена, соответствующий данным геологической летописи.

Анализ результатов позволил выявить три ключевых факта о механизмах влияния астрономических сил на климат того времени:

1. Ледниковый цикл определялся небольшими различиями в амплитуде изменения ориентации оси вращения и орбиты Земли.
2. Время дегляциации определялось в основном положением летнего солнцестояния на орбите (в перигелии), а не только периодическим изменением наклона земной оси.
3. Продолжительность межледникового периода определялась временем изменения ориентации оси вращения и положения летнего солнцестояния на орбите.

«По мере обнаружения геологических свидетельств более древних эпох становится ясно, что у Земли был иной климатический режим, чем сегодня. Мы должны по-другому понимать роль астрономического воздействия в далёком прошлом», — говорит Такаши Ито из Национальной астрономической обсерватории Японии, участвовавший в исследовании.

«Численное моделирование не только хорошо воспроизводит плейстоценовый цикл, но и успешно объясняет сложные эффекты того, как астрономические силы управляли им. Эту работу можно считать отправной точкой для изучения ледниковых циклов за пределами современной Земли».

Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.