Парниковые газы были основной движущей силой климата в течение самого теплого периода за последние 66 миллионов лет, что позволяет понять причины долгосрочного изменения климата.
Антарктида и Австралия разделились примерно в конце эоцена (от 56 до 22,9 миллионов лет назад), создав между ними глубокий водный проход и изменив характер циркуляции океана. Некоторые исследователи считают, что эти изменения были причиной похолодания ближе к концу эоценового «тепличного» периода, но некоторые считают, что виновато снижение уровня углекислого газа.
Если бы похолодание было вызвано изменениями в циркуляции океана, регионы вокруг экватора нагревались бы по мере охлаждения полярных регионов, изменяя распределение тепла на Земле. Но изменение концентрации парниковых газов повлияет на общее количество тепла, удерживаемого в атмосфере Земли, вызывая похолодание повсюду (в том числе в тропиках), что и обнаружили исследователи. Результаты были опубликованы в журнале Nature.
Синхронная эволюция тропической и полярной температуры, которую мы реконструировали, может быть объяснена только воздействием парниковых газов», - сказала Марго Крамвинкель, кандидат наук в Утрехтском университете в Нидерландах и первый автор статьи. «Наши результаты уникальны. совместимо с гипотезой о том, что длительное эоценовое похолодание было вызвано парниковыми газами. Это значительно улучшает наше понимание движущих сил долгосрочного изменения климата, что важно для прогнозирования развития будущего изменения климата."
Изменение климата часто имеет более сильные последствия вблизи полюсов, чем где-либо еще на планете, явление, известное как полярное усиление.
Исследование показало, что изменение температуры было более резким вблизи полюсов, чем в тропиках в течение эоцена, даже несмотря на то, что большая часть периода была чрезвычайно теплой, и льда вблизи полюсов практически не осталось.
«Даже в почти свободном ото льда мире полюса охлаждались больше, чем тропики, когда температура падала», - сказал Крамвинкель. «Это указывает на то, что воздействие парниковых газов само по себе может вызвать полярное усиление».
У исследователей возник еще один вопрос по поводу полярной амплификации: достигает ли она какого-то предела?
«Наши результаты подтверждают идею о том, что полярное усиление достигает предела в какой-то момент в теплом климате и не продолжает увеличиваться при дальнейшем потеплении», - сказал Мэтью Хубер, профессор наук о Земле, атмосфере и планетах в Университете Пердью. соавтор статьи.
В качестве косвенного показателя температуры исследовательская группа изучила липиды мембран простых организмов, обитающих на поверхности моря, называемых Thaumarchaeota, которые меняют состав своей мембраны при изменении температуры в кернах глубоководных отложений, пробуренных недалеко от Берега Слоновой Кости.
Они объединили эти наблюдения с климатическими моделями, созданными командой Хубера в Пердью, чтобы связать воедино временную шкалу температуры на протяжении всего эоцена.
«Моделирование заняло около четырех лет непрерывных вычислений, чтобы достичь уравновешенных климатических состояний при различных уровнях углекислого газа», - сказал Хубер. «Впервые климатическая модель способна отражать основные тенденции температуры поверхности тропического моря и температурных градиентов в диапазоне климата, охватывающем почти 20 миллионов лет. что показывает, что эта модель недостаточно чувствительна к углекислому газу."
Исторически сложилось так, что у исследователей были проблемы с воспроизведением температурных градиентов между тропиками и полюсами на протяжении всего эоцена. Эти новые климатические модели способны решить большинство проблем, с которыми сталкивались прошлые модели.