Майже десять тисяч років тому завершився останній льодовиковий період. Досі більшість учених вважали, що причиною цього стали зміни параметрів орбіти, через яку наша планета обертається навколо Сонця. Нове дослідження показало, що причина лежала в іншій площині.
Всього за останні 2,6 мільйона років планета пережила щонайменше 50 льодовикових періодів із теплішими міжльодовиковими періодами між ними. Цикли льодовикових періодів і міжльодовиків мали період у 100 тисяч років: льодовиковий тривав 70-90 тисяч років, міжльодовикові – близько 10 тисяч.
Вчені довгий час вважали, що заледеніння останніх мільйонів років починаються тоді, коли орбіта Землі навколо Сонця стає трохи витягнутішою, ніж зазвичай, причому найближча до світила частина земної орбіти проходить нашою планетою в період зимового сонцестояння в Північній півкулі – 22 грудня.
Справа в тому, що саме в момент найбільшого зближення із Сонцем планета отримує від нього максимум енергії. І якщо цей момент припадає на зиму в Північній півкулі, цей пік енергії від зірки падає в основному на Південну півкулю. А Антарктида, що знаходиться там, відіграє роль величезного щита з білого льоду, що ефективно відображає сонячні промені в космос, що і «вихолоджує» планету в льодовикові періоди.
Міжльодовикові періоди наступають у зворотній ситуації: коли Земля найбільше зближується з Сонцем у період літа у Північній півкулі. Влітку значна частина морських льодів північного океану тане, а темна морська вода добре поглинає сонячне проміння.
І хоча цикл зміни витягнутості орбіти, за якою наша планета обертається навколо Сонця, вважається основним фактором, що визначає льодовикові та міжльодовикові цикли, нові дослідження показали, що натомість вони можуть бути результатом зміни осі нахилу обертання Землі навколо своєї осі.
Автори публікації в журналі Nature Geoscience дійшли висновку, що насправді саме прецесія, зміна нахилу осі обертання Землі найбільше вплинула на льодовикову циклічність у геологічній історії. Ці висновки засновані на ізотопах кисню (один і той самий елемент з різними атомними масами) у раковинах морських організмів. Більш теплі умови викликають прискорене випаровування легшого кисню-16, внаслідок чого вода збагачується більш важким киснем-18, який потім включається до раковин організмів, що живуть в океані.
У пізньому плейстоцені саме зміна нахилу осі обертання Землі хронологічно співпадала зі значним таненням льодовикових щитів та припиненням льодовикового періоду.
Провідний автор дослідження доктор Хроніс Цедакіс з Університетського коледжу Лондона (Великобританія) та його команда проаналізували керни відкладень Середземного моря та виявили, що час закінчення льодовикового періоду співпав зі змінами нахилу осі обертання Землі. Вони також провели комп’ютерне моделювання впливу змін ексцентриситету орбіти та нахилу осі обертання на клімат нашої планети. Мікроскопічні форамініфери виявлені в кернах відкладень, отриманих з глибин океану, при цьому аналіз даних за пізній плейстоцен виявив чітке швидке зменшення співвідношення 18 O/16 O, що вказує на зміни глибоководної температури в результаті коливання льоду.
Датування орбітальних змін ґрунтувалося на записах спелеотем (відкладення мінералів у печерах; кальцитові сталактити служать прикладом) з Китаю. Автори минулих досліджень встановили, що зміни клімату в Північній Атлантиці швидко поширилися на регіони, де були мусони, причому відступ льодовиків відповідає слабшим мусонам, і тому утворення спелеотем (залежних від активності мусонів у світі) можна вважати синхронізованим з даними.
Отримані результати мають важливе значення для розуміння минулого та майбутньої зміни клімату. “Наше дослідження показує, що нахил осі Землі – критичний фактор, що визначає клімат Землі, і що його зміни можуть вплинути на клімат планети”, – сказав доктор Цедакіс.
Нова наукова робота також наголошує на важливості міждисциплінарних досліджень для розуміння складних систем Землі. “Це дослідження – чудовий приклад того, як різні галузі науки можуть об’єднатися для вирішення важливих питань про історію та майбутнє нашої планети”, – підсумував учений.
