На Тибетском плато в Китае наблюдается самая сильная на Земле система муссонов с сильными ветрами и сопровождающими их интенсивными дождями в летние месяцы, вызванными сложной системой глобальных моделей циркуляции воздуха и разницей в температуре поверхности между сушей и океанами..
Эти экстремальные погодные условия делают эту область идеальным местом для ученых-климатологов для изучения тонкой взаимосвязанной сети глобальной климатической системы.
Кармала Гарзионе, профессор наук о земле и окружающей среде в Университете Рочестера, и Джуншэн Ни, приглашенный научный сотрудник университета, исследовали образцы отложений в бассейне Кайдам на севере Тибетского плато и смогли построить палеоклиматический цикл. записи из позднемиоценовой эпохи истории Земли, которая длилась примерно от 11 до 5,3 миллионов лет назад. Недавно они опубликовали свои выводы в журнале Science Advances.
Реконструкция прошлых климатических данных может помочь ученым определить как естественные закономерности, так и способы, которыми будущие ледниковые явления и выбросы парниковых газов могут повлиять на глобальные системы.
Основываясь на предыдущих исследованиях ледяных кернов, морских данных и отложений, исследователи определили, что за последние 800 000 лет ледниковые периоды в Северном полушарии, во время которых обширные территории Северной Америки, Европы и Азии были покрыты толстые щиты льда - происходили примерно каждые 100 000 лет. До этого периода ледниковые периоды происходили чаще, с циклами в 41 000 лет, и ученые считали это нормой.
Используя образцы отложений из бассейна Кайдам, Ни и Гарционе показывают, что восточноазиатские муссонные модели в позднем миоцене также следуют аналогичным 100 000-летним циклам, с более сильными муссонами, достигающими пика в 100 000 лет и уменьшающимися в конце миоцена. периоды между ними. Это показывает более чем на 6 миллионов более раннее начало этих 100 000-летних циклов, чем было задокументировано ранее.
«Люди думали, что 100 000-летний цикл был более поздней четвертичной [современной] климатической аномалией», - говорит Ни. «Но по нашим результатам мы видим, что это не аномалия, она присутствовала много лет назад».
На эти циклы влияет несколько факторов, но в конечном итоге они определяются орбитальным форсированием - излучением Солнца, получаемым Землей из-за изменений орбиты Земли в Солнечной системе. Существует три типа вариаций, которые происходят одновременно, известные как циклы Миланковича:
- Эксцентриситет: Как Земля вращается вокруг Солнца - форма орбиты Земли постепенно меняется от более овальной до более круглой в течение 100 000 лет.
- Наклон оси: Земля наклоняется к Солнцу под углом, который изменяется от приблизительно 22-градусного наклона до 24,5-градусного наклона в течение 41 000 лет.
- Прецессия равноденствия: Земля медленно качается во время вращения, подобно игрушечному волчку, в то же время вращается ось вращения Земли - линия, соединяющая северный и южный полюса. Взаимодействие этих двух процессов приводит к циклическому перемещению точек равноденствия в течение примерно 23 000 лет.
«Каждый из этих факторов влияет на поступающее солнечное излучение и на то, как Земля поглощает тепло», - говорит Гарционе.
Загадки остаются, потому что эксцентриситет является самым слабым циклом, поэтому логически он не должен быть доминирующим циклом для климатических явлений. В этих циклах играет роль не только солнечный свет, но и влияние ледников и атмосферного углекислого газа.
В течение последнего миллиона лет увеличение и уменьшение ледяных щитов Северного полушария, в основном в Канаде, контролировали климатические циклы, влияя на океанские течения, температуру и ветры. Лед Южного полушария в Антарктиде оставался относительно неподвижным, без какого-либо значительного таяния ледников, которое катализировало бы наступление и отступление.
В позднем миоцене все было наоборот: лед в Антарктиде в Южном полушарии то увеличивался, то уменьшался. Ни и Гарционе предполагают, что изменчивый ледяной щит Антарктиды в позднем миоцене, в то время, когда в Северном полушарии было минимальное количество льда, оказывал доминирующее влияние на 100 000-летние циклы, наблюдаемые в отчетах бассейна Кайдам.
«Если одно полушарие видит значительное продвижение и отступление ледяных щитов, тогда мы попадаем в эту модель доминирующих 100 000-летних циклов», - говорит Гарционе. «Вопрос в том, сможем ли мы вытолкнуть углекислый газ достаточно высоко в будущем, чтобы Северное полушарие осталось свободным ото льда, а наступление и отступление снова началось с ледяных щитов Южного полушария».
Если это так, то ледяные щиты Южного полушария могут снова оказывать доминирующее влияние на климатические циклы.