Тропические ледники в Африке и Южной Америке начали отступать одновременно в конце последнего ледникового периода около 20 000 лет назад, согласно исследованию Дартмута.
Обнаружение синхронности отступления льдов в глобальных тропиках проясняет, как низкие широты трансформировались во время одного из самых экстремальных климатических явлений на Земле, и может помочь в современных прогнозах нашего собственного климатического будущего.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, поддерживает подавляющее научное мнение о роли углекислого газа в глобальном изменении климата, но добавляет дополнительные уровни сложности к пониманию климатической системы Земли и тому, как быстро заканчиваются ледниковые периоды. Результат также помогает лучше понять последовательность отступления ледников между тропиками и полярными регионами в то время
«Углекислый газ - это то, что заставило Землю выйти из последнего ледникового периода», - сказала Мередит Келли, доцент кафедры наук о Земле в Дартмуте и старший научный сотрудник исследования. «Но есть также процессы, которые начались до того, как увеличился уровень углекислого газа, которые важны для общей истории того, как закончился период, и это то, что мы хотели понять».
Согласно исследованию Дартмута, ледники в тропической Африке и Южной Америке достигли своего максимального размера около 29 000-21 000 лет назад, а затем начали таять. Это отступление предшествует значительному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, зарегистрированному примерно 18 200 лет назад.
Выводы демонстрируют тенденцию к повышению тропических температур по всей планете и позволяют предположить, что потепление могло быть вызвано уменьшением разницы температур между полярными регионами Земли и тропиками.
В конце последнего ледникового периода в Арктике небольшие изменения орбиты Земли привели к увеличению солнечной радиации и повышению температуры, а также к отступлению северных ледяных щитов. В Антарктиде изменение угла планеты к солнцу привело к более продолжительному лету. Уменьшение температурного градиента между полюсами и тропиками замедлило перемещение тепла из низких широт на крайний север и юг, что сделало тропики теплее и привело к более быстрой потере ледников в регионе.
Как только произошли изменения в характере циркуляции океана и атмосферы, а также резкое увеличение содержания углекислого газа, планета попала в непреодолимую спираль потепления, которая растопила ледяные щиты вблизи полюсов и почти полностью уничтожила ледники в тропиках.
«Всего пара тысяч лет может полностью изменить наше понимание прошлых и настоящих событий, связанных с изменением климата», - сказала Маргарет Джексон, которая была ведущим автором исследования, будучи аспиранткой в Дартмуте. «Это исследование показывает, что ледники реагировали на потепление еще до того, как дегляциальное повышение уровня углекислого газа подтолкнуло планету к концу последнего ледникового периода».
В дополнение к одновременному пантропическому потеплению дополнительный вывод исследования о том, что тропические ледники достигли своего максимального размера одновременно с ледниками в более высоких широтах, подтверждает глобальную синхронность похолодания во время последнего ледникового периода.
Полевые исследования для исследования проводились на ледниковых моренах в экваториальных горах Рувензори, расположенных на границе между Угандой и Демократической Республикой Конго. Горные ледники, особенно расположенные на больших высотах в тропических регионах, чувствительны к изменениям температуры. В исследовании использовались прошлые размеры тропических ледников, чтобы сделать вывод об изменениях температуры в тропиках в прошлом.
Исследователи определили время наступления и отступления тропических ледников, проанализировав бериллий-10, радиоактивный изотоп, который образуется в кварце. Поскольку бериллий-10 образуется только тогда, когда поверхность горной породы подвергается воздействию атмосферы, его концентрация указывает количество времени, прошедшее с момента отложения ледниковой морены.
Предыдущие исследования с использованием датирования по бериллию-10 показали, что некоторые тропические ледники достигли своего максимального размера в разгар последнего ледникового периода. Но эти находки были ограничены Южной Америкой. В ходе исследования в Дартмуте были пересчитаны ранее полученные данные, полученные в тропических районах Южной Америки, и распространены результаты на тропическую Восточную Африку, чтобы продемонстрировать, что потеря ледников в этот период была пантропическим явлением.
Из прошлой работы мы знали, что тропические ледники в Южной Америке, возможно, рано отступили, но мы не знали, насколько широко распространено это явление. Горы Рувензори оказались идеальной лабораторией под открытым небом для подтверждения пантропического времени изменения климата в прошлом», - сказал Джексон.
Хотя записи ледяных кернов из тропиков доступны исследователям, интерпретация информации о климате в прошлом может быть сложной. Поскольку тропики далеки от прямого охлаждения ледяных щитов высоких широт, этот регион можно использовать для лучшего понимания глобальных температур во время последнего ледникового периода и получения подсказок о том, как температура Земли менялась с течением времени.
Исследование также помогает исследователям понять, как температурные градиенты, парниковые газы, атмосферная циркуляция и циркуляция океана работают вместе, заставляя планету «переворачиваться» между холодными и теплыми периодами.
«Сегодняшняя планета входит в новый климатический режим, беспрецедентный за последние миллионы лет», - сказал Келли. «Модели событий прошлых изменений могут помочь нам предсказать будущее, и наше более полное понимание тропиков служит важной частью головоломки."
Существующие исследования тропических ледников во время последнего ледникового периода ограничены Африкой и Южной Америкой. Будущая работа направлена на определение того, могут ли сайты в других регионах внести свой вклад в понимание глобального изменения климата.
В подготовке этого документа приняли участие исследователи из Университета Брауна, Колледжа Бейтса, Университета Макерере и Ливерморской национальной лаборатории. Это исследование финансировалось Национальным научным фондом и Фондом семьи Комер.