Ледяные керны тропических гор помогают разгадать климатические загадки истории Земли

Ученые стремятся пролить новый свет на давнюю климатическую загадку, решение которой может помочь делать более точные прогнозы о будущем планеты. В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth & Environment, данные ледяных кернов из Гренландии, Антарктиды и различных тропических гор сравнили с климатическими моделями голоцена — геологической эпохи, начавшейся около 11 700 лет назад.

Особенно в тропических горах естественные данные (палеоклиматические прокси) и климатические модели этого периода, касающиеся средней температуры Земли, противоречиво расходятся. Это несоответствие между прогнозами моделей и палеоданными исследователи называют голоценовой температурной загадкой. Используя данные по изотопам кислорода из ледяных кернов, ученые обнаружили, что данные кернов и компьютерные модели голоцена совпадают при анализе полярных регионов, но не для тропических гор. По словам ведущего автора Юнтао Бао, современные климатические модели предполагают раннее, устойчивое потепление в течение голоцена, тогда как большинство палеоклиматических образцов указывают на глобальный период похолодания в позднем голоцене.

Данные кернов с тропических гор, таких как Килиманджаро (Танзания) и Уаскаран (Перу), предполагают возможное похолодание на 0,8–1,8 °C, в то время как модели указывают на продолжительное потепление на 1,5 °C. Эти климатические вариации были вызваны орбитальным форсингом, однако несоответствие между моделью и данными над тропическими горами ставит перед исследователями задачу объяснить причины изменений изотопных соотношений кислорода и связанных с ними температур. Климатические модели также склонны упускать важные факторы, такие как растительность и землепользование, которые могли влиять на температуры голоцена.

«Все модели имеют разные виды неопределенностей. Но, используя данные изотопов ледяных кернов в качестве ориентира, мы можем найти лучший способ оценить, насколько хороши или плохи наши климатические модели», — отметил Бао. Исследователи использовали Community Earth System Model (CESM), которая учитывает глобальные детали, такие как атмосфера, океан, суша и речной сток. Хотя ученые пока не могут объяснить, почему модель не раскрывает механизмы этих расхождений, исследование подчеркивает, что ни один фактор (глобальные температурные колебания или сильные осадки) не может эффективно объяснить эти закономерности голоцена.

Соавтор исследования Лонни Томпсон подчеркнул важность изучения как недостатков данных, так и моделей: «Естественный мир очень сложен, поэтому попытка уловить это и поместить в модель — большая задача». Климатические модели, не учитывающие обратные связи (землепользование, растительность, пыль, вулканические выбросы), менее точны. В то же время прокси-данные ледяных кернов являются одними из наиболее воспроизводимых типов климатических свидетельств, что делает их надежными «рассказчиками» сложной истории Земли.

Исследование завершается призывом к палеоклиматическому сообществу помочь усовершенствовать глобальные климатические модели и усилить будущие климатические прогнозы, особенно в период быстрой потери биоразнообразия. «Крупные прорывы в науке происходят на границах сотрудничества. Мы можем работать вместе над решением этих проблем», — заключил Томпсон.