Почти десять тысяч лет назад завершился последний ледниковый период. До сих пор большинство ученых считали, что причиной этого стали изменения параметров орбиты, по которой наша планета вращается вокруг Солнца.
Всего за последние 2,6 миллиона лет планета пережила как минимум 50 ледниковых периодов с более теплыми межледниковыми периодами между ними. Циклы ледниковых периодов и межледниковья имели период в 100 тысяч лет: ледниковый длился 70-90 тысяч лет, межледниковье — около 10 тысяч.
Ученые долгое время считали, что оледенения последних миллионов лет начинаются тогда, когда орбита Земли вокруг Солнца становится чуть более вытянутой, чем обычно, причем самая близкая к светилу часть земной орбиты проходится нашей планетой в период зимнего солнцестояния в Северном полушарии — 22 декабря.
Дело в том, что именно в момент наибольшего сближения с Солнцем планета получает от него максимум энергии. И если этот момент приходится на зиму в Северном полушарии, то этот пик энергии от звезды падает в основном на Южное полушарие. А находящаяся там Антарктида играет роль огромного щита из белого льда, эффективно отражающего солнечные лучи в космос, что и «выхолаживает» планету в ледниковые периоды.
Межледниковья наступают в обратной ситуации: когда Земля больше всего сближается с Солнцем в период лета в Северном полушарии. Летом значительная часть морских льдов северного океана тает, а темная морская вода хорошо поглощает солнечные лучи.
И хотя цикл изменения вытянутости орбиты, по которой наша планета вращается вокруг Солнца, считается основным фактором, определяющим ледниковые и межледниковые циклы, новые исследования показали, что вместо этого они могут быть результатом изменения оси наклона вращения Земли вокруг своей оси.
Авторы публикации в журнале Nature Geoscience пришли к выводу, что на самом деле именно прецессия, изменение наклона оси вращения Земли, больше всего повлияла на ледниковую цикличность в геологической истории. Эти выводы основаны на изотопах кислорода (один и тот же элемент с разными атомными массами) в раковинах морских организмов. Более теплые условия вызывают ускоренное испарение более легкого кислорода-16, в результате чего вода обогащается более тяжелым кислородом-18, который затем включается в раковины организмов, живущих в океане.
В позднем плейстоцене именно изменение наклона оси вращения Земли хронологически совпадало со значительным таянием ледниковых щитов и прекращением ледникового периода.
Ведущий автор исследования, доктор Хронис Цедакис из Университетского колледжа Лондона (Великобритания), и его команда проанализировали керны отложений Средиземного моря и обнаружили, что время окончания ледникового периода совпало с изменениями наклона оси вращения Земли. Они также провели компьютерное моделирование влияния изменений эксцентриситета орбиты и наклона оси вращения на климат нашей планеты. Микроскопические фораминиферы обнаружены в кернах отложений, полученных из глубин океана, при этом анализ данных за поздний плейстоцен выявил отчетливое быстрое уменьшение соотношения 18 O / 16 O, что указывает на изменения глубоководной температуры в результате колебания объемов льда.
Датирование орбитальных изменений основывалось на записях спелеотем (отложения минералов в пещерах; кальцитовые сталактиты служат примером) из Китая. Авторы прошлых исследований установили, что изменения климата в Северной Атлантике быстро распространились на регионы, где были муссоны, причем отступление ледников соответствует более слабым муссонам, и поэтому образование спелеотем (зависящих от активности муссонов в мире) можно считать синхронизированным с данными.
Полученные результаты имеют важное значение для понимания прошлого и будущего изменения климата. «Наше исследование показывает, что наклон оси Земли — критический фактор, определяющий климат Земли, и что его изменения могут оказать существенное влияние на климат планеты», — сказал доктор Цедакис.
Новая научная работа также подчеркивает важность междисциплинарных исследований для понимания сложных систем Земли. «Это исследование — прекрасный пример того, как различные области науки могут объединиться для решения важных вопросов об истории и будущем нашей планеты», — подытожил ученый.
Автор: Дарья Сидельникова