Теория Миланковича объясняет наступление ледниковых периодов изменениями положения Земли и угла ее наклона относительно оси вращения, что оказывает воздействие на количество получаемой солнечной радиации. Климатические циклы продолжительностью 41 и 21 тысячу лет обусловлены незначительными изменениями в ориентации земной оси. А циклы в 100 и 400 тысяч лет связаны с формой орбиты Земли вокруг Солнца, то есть с её эксцентриситетом. Хотя геологические данные четвертичного периода подтверждают данную теорию, установить вклад каждого фактора – наклона оси, прецессии и эксцентриситета – затруднительно, главным образом, из-за необходимости получения абсолютных датировок палеоклиматических данных. В новой работе ученые предложили иной подход к решению этой проблемы — они проанализировали кривые наступления и отступления оледенений.
Непонятностей больше всего вызывает вопрос о причинах 100-тысячелетних ледниковых циклов, к которым склонен климат на протяжении последнего миллиона лет. Ученые до сих пор не установили, что вызывает смену ледникового периода – прецессия, наклон оси вращения Земли или совокупное воздействие обоих факторов.
Ученые из разных стран, возглавляемые Стивеном Баркером из Университета Кардифф (Великобритания), использовали для решения « проблемы 100000 лет» другой метод. Они полагали, что прецессия и наклон земной оси играют разные роли в отступлении ледников. В таком случае смещение фаз относительно друг друга отразятся на графиках оледенений и межледниковий. Статья об этом опубликована в журнале Science.
Ученые получают сведения о температуре океана в доисторические времена, изучая раковины мелких животных, фораминифер. В этих раковинах на протяжении миллионов лет накапливается и сохраняется тяжелый изотоп кислорода — 18Чем выше температура окружающей среды, тем больше изотопа накапливается в раковинах. Исследователи изучили изменения содержания кислорода-18, используя три независимых набора данных, охватывающих последние 800 тысяч лет. Полученные графики были сопоставлены с графиками фаз наклона земной оси и прецессии.
Пики на графиках 18Были определены ключевые события в ледниковых периодах, характеризующиеся уверенным отступлением ледников. Эти моменты совпадают с пиками фаз прецессии (минимумами) и наклона оси. При этом фазы прецессии играют определяющую роль в начале отступления ледника, а изменение наклона оси оказывает большее влияние на климат межледниковья и начало нового оледенения. Кроме того, установлено, что завершение ледникового периода происходит после уменьшения эксцентриситета земной орбиты.
Ученые продемонстрировали, что начало и завершение ледниковых периодов плейстоцена не являются случайными событиями, а обусловлены тремя орбитальными факторами. Им также удалось определить влияние каждого из этих факторов.
Новая модель дала исследователям возможность вычислить начало следующей эпохи оледенения. Анализ динамики изотопа 18O демонстрирует дальнейшее снижение, что указывает на приближение к более холодному периоду. Однако, будет ли достигнут нижний предел, пока не ясно. Прогноз предполагает, что следующее обледенение (после завершения фазы снижения наклона оси до минимума) произойдет в течение следующих 11 тысяч лет. Авторы работы в комментариях для СМИ отметили, в естественных условиях, без влияния антропогенного глобального потепления, описанные закономерности потенциально могли бы спровоцировать наступление новой ледниковой эпохи.