Группа исследователей под руководством Токийского университета разработала климатическую модель, которая описывает циклы ледниковых периодов в эпоху плейстоцена (от 1,6 до 1,2 млн лет назад). Анализ показал, что ледниковые периоды в прошлом зависели в основном от влияния астрономических сил, отличных от факторов, влияющих в наше время. Результаты помогут лучше понять прошлое, настоящее и будущее ледяных щитов и климата на Земле.
Орбита Земли вокруг Солнца и ориентация оси вращения медленно меняются со временем из-за гравитационного притяжения Солнца, Луны и других планет. Эти астрономические силы влияют на окружающую среду на Земле из-за изменений в распределении солнечного света и тьмы в разные сезоны. В частности, к этим силам чувствительны ледниковые щиты, что приводит к постоянной смене между ледниковыми и межледниковыми периодами.
Современный ледниково-межледниковый цикл длится около 100 тыс. лет. Однако в раннем плейстоцене эти периоды сменялись быстрее — примерно за 40 тыс. лет. Считалось, что за это изменение ответственны астрономические внешние силы, но детали механизма не были поняты.
Исследователи использовали усовершенствованную компьютерную модель климата, чтобы разобраться в причинах изменения. Они учитывали влияние внешних объектов (астрономические силы), основанное на современных космологических моделях. Результаты моделирования позволили воссоздать для раннего плейстоцена условия, при которых ледниковый цикл длился около 40 тыс. лет.
Анализируя эти результаты, ученые определили три основных фактора, которые вызывали изменения климата в те времена. Во-первых, ледниковый цикл определяется небольшими различиями в амплитуде изменения ориентации оси вращения и орбиты Земли. Во-вторых, время дегляциации (освобождение суши и моря от ледников) определяется главным образом положением точки летнего солнцестояния. Наконец, продолжительность межледниковья определяют изменение ориентации оси вращения и положение точки летнего солнцестояния.
Численное моделирование, выполненное в этом исследовании, не только хорошо воспроизводит плейстоценовый ледниково-межледниковый цикл, но также успешно объясняет сложные эффекты того, какое астрономическое воздействие управляло циклом в то время. Мы можем рассматривать эту работу как отправную точку для изучения ледниковых циклов за пределами современной Земли.
Такаси Ито, соавтор исследования из Национальной астрономической обсерватории Японии
