Около десяти тысяч лет назад закончился последний ледниковый период. До недавнего времени большинство специалистов придерживались мнения, что это было вызвано изменениями в параметрах орбиты Земли вокруг Солнца. Однако, свежее исследование указывает на совершенно другую причину.
За последние 2,6 миллиона лет планета испытала не менее 50 ледниковых периодов, чередовавшихся с более тёплыми межледниковыми периодами. Циклы ледниковых эпох и межледниковья повторялись примерно каждые 100 тысяч лет: ледниковые периоды продолжались 70-90 тысяч лет, а межледниковья занимали около 10 тысяч лет.
Долгое время исследователи полагали, что наступление оледенений последних миллионов лет связано с изменением формы орбиты Земли вокруг Солнца, а именно с ее утяжелением. При этом, согласно их мнению, наиболее близкая к Солнцу точка земной орбиты проходит в период зимнего солнцестояния в Северном полушарии, которое приходится на 22 декабря.
Когда планета максимально приближается к Солнцу, она получает от него наибольшее количество энергии. Если это сближение происходит зимой в Северном полушарии, пик солнечной энергии приходится в основном на Южное полушарие. Антарктида, расположенная в Южном полушарии, действует как обширный щит из белого льда, эффективно отражающий солнечные лучи в космос, что способствует наступлению ледниковых периодов.
Межледниковья происходят в период, когда Земля максимально приближается к Солнцу, во время летнего сезона в Северном полушарии. Летом происходит таяние значительной части морского льда в северном океане, и темная вода океана активно поглощает солнечную радиацию.
Несмотря на то, что изменение вытянутости орбиты нашей планеты вокруг Солнца долгое время считалось главным фактором, влияющим на чередование ледниковых и межледниковых периодов, последние исследования указывают на то, что причиной может быть изменение угла наклона оси вращения Земли.
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.
Именно смена наклона оси вращения Земли в позднем плейстоцене совпала по времени со значительным таянием ледниковых щитов и завершением ледникового периода.
Доктор Хронис Цедакис из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) и его коллеги провели анализ кернов отложений Средиземного моря и установили, что окончание ледникового периода пришлось на период изменений в наклоне оси вращения Земли. Для оценки влияния изменений эксцентриситета орбиты и наклона оси вращения на климат планеты была проведена компьютерная симуляция. В кернах отложений, извлеченных из глубин океана, были найдены микроскопические фораминиферы. Анализ данных за поздний плейстоцен показал резкое и быстрое снижение соотношения 18O/16O, что свидетельствует об изменениях температуры глубоководных вод, вызванных колебаниями в объемах льда.
Определение времени орбитальных изменений производилось на основе данных о спелеотемных отложениях, найденных в пещерах Китая. Предыдущие работы показали, что изменения климата в Северной Атлантике оказывали быстрое воздействие на муссонные регионы. Ученые отметили, что отступление ледников совпадает с периодами менее интенсивных муссонов, что позволяет синхронизировать данные о формировании спелеотем (которые зависят от активности муссонов) с другими доступными сведениями.
Результаты исследования имеют большое значение для изучения прошлых и будущих изменений климата. Как отметил доктор Цедакис, проведенная работа демонстрирует, что наклон оси вращения Земли является ключевым фактором, влияющим на климат, и его колебания способны существенно изменить климат планеты.
Новое научное исследование также акцентирует внимание на значимости междисциплинарного подхода для изучения сложных систем Земли. «Данная работа – наглядный образец того, как различные научные дисциплины способны объединиться для решения ключевых вопросов, касающихся прошлого и будущего нашей планеты», — заключил ученый.