Орбитальное влияние: Узкое место

До сих пор ученые полагали, что им удалось понять, как изменения земной орбиты влияют на долговременные климатические тренды. Но новые данные ставят под сомнение эту привычную картину.
Орбитальное влияние: Узкое место

Исследование проведено учеными во главе с профессором Элко Ролингом (Eelco Rohling), который так комментирует его: «Понимание того, как в прошлом земной климат реагировал на изменения (орбиты — ПМ) должно помочь в понимании того, насколько деятельность человека сказывалась — или скажется — на нем. Один из возможных подходов к этому — исследование межледниковых эпох, теплых промежутков времени в пределах в целом более холодных ледниковых периодов».

Действительно, считается, что масштабными климатическими эпохами и циклами «правит» земная орбита, небольшие изменения которой слегка меняют количества падающего на планету солнечного излучения.

Но прежде чем начать более подробный рассказ об этой работе и ее результатах, надо заметить, что она посвящена именно долговременным климатическим изменениям, связанным с небольшими переменами в орбите вращения Земли вокруг Солнца. Соответственно, и выводы на базе этих результатов можно делать лишь на длительных отрезках времени, они не применимы к ближайшим десятилетиям — и скорее всего, даже не к ближайшему столетию.

Итак, ученые под руководством Элко Ролинга занялись сравнением текущей межледниковой эпохи с более древним аналогичным периодом, который состоялся примерно 400 тыс. лет назад, так называемой морской изотопной стадией 11 (Marine Isotope Stage 11, или просто MIS-11). Астрономические расчеты показывают, что множество аспектов орбитального движения Земли в ту эпоху совпадали с сегодняшней ситуацией. Именно поэтому MIS-11 может рассматриваться, как некоторый аналог того, что происходит сегодня, и позволяет предположить, чем все это закончится. Если, конечно, не учитывать влияние человека.

Ранее подобное сравнение уже приходило в голову ученых, и на его основе был сделан вывод о том, что текущее межледниковье должно было закончиться 2−2,5 тыс. лет назад. Однако этого не происходит. Объяснить это как раз и пытаются «антропогенной» гипотезой, которая предполагает, что уже с ранних шагов цивилизации человек стал оказывать на климат серьезное влияние — за счет массовой вырубки лесов, повышения выбросов метана и углекислого газа в ходе сжигания топлива и сельскохозяйственной деятельности. Именно эти факторы, по мнению ряда специалистов, и поддерживают современный сравнительно теплый климат межледниковой эпохи, начавшейся еще в конце Плейстоцена, около 11,4 тыс. лет назад.

Но на этот раз ученые подошли к вопросу более тщательно, использовав новые, более точные данные и методы, позволяющие оценить изменения уровня мирового океана — что, в свою очередь, определяется объемами растаявшего (или наоборот, появившегося) льда — а значит, и глобальной температурой на планете. Группа Ролинга даже разработала собственный метод, названный «Методом Красного моря».

Суть его не слишком сложна. Дело в том, что до появления Суэцкого канала Красное море долгие годы соединялось с Индийским океаном только через узкий Баб-Эль-Мандебский пролив. И сегодня он насчитывает менее 30 км в самом узком месте, а когда уровень мирового океана падал, пролив был еще уже, и обмен водой между морем и океаном был еще более затруднен. Красное море становилось полу-изолированным, а непрекращающееся испарение повышало соленость воды в нем, меняло и относительное содержание других веществ — в частности, некоторых стабильных изотопов кислорода.

Однако и тогда в нем продолжали обитать морские организмы, чьи окаменелые останки можно обнаружить и сегодня. Речь идет, прежде всего, о фораминиферах, покрытых раковинами простейших, «скелеты» которых сформировали осадочные породы на дне Красного моря. Анализируя состав этих пород на содержание определенных изотопов кислорода и позволило ученым сделать точные выводы об уровне воды в мировом океане. А для подтверждения данные были получены и на основе окаменевших рифовых кораллов.

Обнаружилось, что, действительно, текущее межледниковье затянулось на 2−2,5 тыс. лет дольше, чем предыдущее, хотя параметры орбиты планеты сегодня — такие же, как и тогда. Однако проблема состоит в том, что современные теории влияния орбиты на климат исходят из расчетов солнечного излучения, падающего на Землю, на 65-ю северную широту, каждый год 21 июня — в день солнцестояния. Но, как показали Ролинг с коллегами, если расширить и брать в расчет все летние месяцы, то модель покажет, что высокий уровень моря должен сохраниться сегодня, и это не является аномалией.

Выходит, проблема — в том, что имеющиеся модели недостаточно точно описывают влияние орбиты Земли на ее климат. Так что даже текущее затянувшаяся на пару тысяч лет теплынь может оказаться вполне нормальной — и чтобы опровергнуть это (или подтвердить), потребуется много работы.

По публикации Science Daily