Земний клімат не завжди змінюється повільно і поступово. Навіть у «теплих» періодах історії планети, коли на полюсах не було гігантських льодовиків, клімат міг різко перескакувати між вологими та посушливими фазами — іноді всього за кілька тисяч років. Нове дослідження показує: причина таких стрибків може бути буквально «зашита» в русі Землі навколо Сонця.
Сонячне світло як прихований двигун клімату
Міжнародна команда на чолі з науковцями з Китайського університету геонаук вивчила осадові породи, сформовані близько 83 мільйонів років тому. Ці відклади збереглися в Сунляоській западині на території сучасного Китаю — регіоні, який у пізній крейдяний період був частиною теплого «парникового» світу з високим рівнем CO₂ та без великих льодовикових щитів.
Саме цей період став ідеальним полігоном для перевірки ідеї: чи може клімат швидко змінюватися без участі льодовиків? Аналіз хімічного складу, мінералів і слідів життєдіяльності організмів у шарах осадів показав чіткі коливання між вологими й сухими умовами.
Чому тропіки поводяться інакше
Ключем до пояснення стала прецесія — повільне «хитання» земної осі, яке змінює розподіл сонячного світла між півкулями. Повний цикл цього руху триває приблизно 26 тисяч років. Але в тропіках сонячна енергія розподіляється особливо: тут максимум освітлення настає не раз на рік, а двічі — поблизу рівнодень.
Через це кліматичний сигнал прецесії ніби «дробиться» на коротші ритми. Дослідники назвали це чверть-прецесійним циклом — з періодичністю близько 5 тисяч років. Саме такий ритм і простежується в осадових породах крейдяного віку.
Клімат пульсував, а не дрейфував
Дані показують: упродовж тисячоліть регіон багаторазово переходив від вологого клімату до посушливого і назад. Інтенсивність цих коливань змінювалася залежно від більш довгих орбітальних циклів — приблизно на 100 тисяч років, пов’язаних із формою земної орбіти.
Ба більше, складні зворотні зв’язки в кліматичній системі могли стискати ці ритми ще сильніше — до інтервалів у 1 800–4 000 років. Іншими словами, навіть у стабільно теплому світі клімат поводився різко і нерівномірно.
Уроки для майбутнього Землі
Пізня крейда цікава не лише як сторінка минулого. За оцінками вчених, тоді концентрація CO₂ в атмосфері сягала близько 1 000 частин на мільйон — рівня, до якого людство може наблизитися вже до кінця цього століття за сценаріями високих викидів.
Хоча сучасна Земля відрізняється розташуванням континентів і океанічними течіями, орбітальна механіка залишається незмінною. А це означає, що подібні швидкі кліматичні коливання можуть виникати й у майбутньому — навіть без льодовикових «тригерів».
Кліматичні стрибки — не завжди виняток
Дослідження змінює уявлення про різкі кліматичні події. Вони не обов’язково є наслідком катастроф чи танення льодовиків. Частина таких змін може бути природним результатом взаємодії сонячного світла, орбіт Землі та складних внутрішніх процесів кліматичної системи.
Робота опублікована в журналі Nature Communications і додає важливий пазл до розуміння того, наскільки «нерівним» може бути клімат навіть у теплому світі.