Являясь движущей силой глобальной циркуляции атмосферы и океана, тропики играют центральную роль в понимании прошлого и будущего изменения климата. И моделирование глобального климата, и реконструкция мировой температуры океана показывают, что похолодание в тропиках во время последнего холодного периода, начавшегося около 115 000 лет назад, было намного слабее, чем в умеренной зоне и полярных регионах. Однако степень применимости этого общего утверждения к высоким тропическим горам Восточной Африки и других мест вызывает сомнения на основании палеоклиматических, геологических и экологических исследований на больших высотах.
Исследовательская группа под руководством Александра Грооса, Хайнца Вейта (оба из Института географии) и Наки Акчара (Институт геологических наук) из Бернского университета в сотрудничестве с коллегами из ETH Zurich, Марбургского университета и Университет Анкары использовал Эфиопское нагорье в качестве испытательного полигона для изучения степени и воздействия регионального похолодания на тропические горы во время последнего ледникового периода. Результаты были опубликованы в научных журналах Science Advances и Earth Surface Dynamics..
Формирование плато и долинных ледников
«Эфиопское нагорье в настоящее время не покрыто льдом, несмотря на его высоту более 4000 м», - объясняет Гроос, изучавший ледниковую, климатическую и ландшафтную историю гор Бале и Арси в южном нагорье. часть его диссертации. «Однако морены и другие формы суши свидетельствуют о том, что эти горы были покрыты льдом во время последнего холодного периода», - продолжает он.
Моренные валуны в горах Бале и Арси были нанесены на карту и отобраны образцы в полевых условиях, а затем датированы с использованием изотопа хлора «36Cl», чтобы точно определить степень и время прошлых оледенений. Исследователей ждал сюрприз: «Наши результаты показывают, что ледники в южной части Эфиопского нагорья достигли своего максимального размера между 40 000 и 30 000 лет назад, - говорит Гроос, - на несколько тысяч лет раньше, чем в других горных районах Восточной Африке и во всем мире». В общей сложности ледники южного нагорья в период своего максимума покрывали площадь более 350 км². В дополнение к похолоданию не менее чем на 4-6 °C обширные вулканические плато выше 4000 м благоприятствовали развитию оледенения такой величины.
Исследователи получили важную информацию, сравнив специально реконструированные колебания ледников в Эфиопском нагорье с колебаниями самых высоких гор Восточной Африки и климатическими архивами Великой Африканской рифтовой долины.«Перекрестные сравнения показывают, что тропические горы в Восточной Африке испытали более выраженное похолодание, чем окружающие низменности», - заключает Гроос. «Кроме того, результаты свидетельствуют о неравномерной реакции восточноафриканских ледников и ледяных шапок на изменения климата во время последнего холодного периода, что, среди прочих факторов, можно объяснить региональными различиями в распределении осадков и горном рельефе», - продолжает он.
Загадка каменных полос
Во время полевых работ на центральном плато Санетти в горах Бале исследователи также наткнулись на гигантские каменные полосы (до 1000 м в длину, 15 м в ширину и 2 м в глубину) за пределами области бывшего льда крышка. «Существование этих каменных полос на тропическом плато удивило нас, поскольку так называемые перигляциальные формы рельефа такой величины ранее были известны только в умеренной зоне и полярных регионах и связаны с температурой земли около точки замерзания», - сказал Гроос. Однако средняя температура земли на плато Санетти в настоящее время составляет около 11 °C.
Большие валуны и базальтовые колонны, составляющие каменные полосы, изначально образовались из сильно эродированных скальных образований и вулканических пробок. В настоящее время исследователи предполагают, что каменные полосы образовались в последний ледниковый период путем естественной сортировки ранее хаотично расположенных пород в ходе периодического промерзания и оттаивания грунта вблизи бывшей ледяной шапки. Однако на местном уровне это потребовало бы снижения средней температуры почвы не менее чем на 11 °С и средней температуры воздуха не менее чем на 7 °С. Является ли это беспрецедентное похолодание региональным явлением или примером охлаждения высоких тропических гор во время последнего ледникового периода, должны показать будущие исследования в других тропических горных регионах.