Раскрыта длительность похолоданий ледникового голоцена

Климат меняется, но не всегда по одной и той же причине. Считается, что голоцен — последние 12 000 лет — имел стабильный климат с отсутствием хаоса, что позволило людям остепениться, развить сельское хозяйство, построить цивилизации и процветать, сообщает «phys.org».

Но исследовательская группа из Европы поставила под сомнение эту версию, используя климатическое моделирование с обновленными данными, чтобы обнаружить, что в середине и конце голоцена наблюдалось несколько значительных понижений температуры, что противоречит картине, обычно представленной МГЭИК, всемирной научной организацией, которая оценивает климатологию.

Они обнаружили, что за последние 8000 лет в Северном полушарии было одиннадцать длительных холодных периодов.

Эти периоды похолодания климата были результатом бурной вулканической активности. Группа вулканов, извергающихся всего за несколько десятилетий, охлаждает поверхность из-за частиц грязи и пыли, называемых аэрозолями, которые они выбрасывают в стратосферу. Эти аэрозоли отражали солнечный свет, затемняя поверхность и вызывая длительное охлаждение.

Планета охлаждалась еще больше из-за обратной связи между альбедо льда — чем больше льда образовывалось из-за первоначального охлаждения, тем больше солнечного света отражалось, охлаждая планету еще больше.

Холодные интервалы не были непрерывными или постоянно холодными, а эпохами, когда долгосрочное среднее значение было значительно ниже нормы. Здесь «значительно» означает пару градусов по Цельсию. Не нужно много изменений, чтобы вызвать радикальные изменения в климате Земли.

Например, глобальная разница температур между сегодняшним днем и глубиной последнего ледяного периода, так называемого ледникового максимума около 23 000 лет назад (когда над Чикаго было 3 км льда), составляла всего около 7°C. Уровень океана был на 125 метров ниже, чем сегодня, поскольку морская вода превратилась в лед.

Одним из примеров является Малый ледниковый период, который происходил с 1300 по 1850 год, образованный группой сильных извержений вулканов в конце 1200-х годов. Долгосрочные солнечные минимумы в течение этого интервала, такие как минимумы Маундера и Далтона, не помогли.

Хотя Малый ледниковый период не был глобальным, подавляющее большинство людей в то время жили в Северном полушарии и находили жизнь трудной из-за неурожая и голода.

Но были и существенные неопределенности. Модели глобальной средней температуры позднего голоцена, показанные МГЭИК, международной группой, которая оценивает науку о климате, «вводят в заблуждение», сказал соавтор исследования Майкл Зигль из Физического института и Центра исследований изменения климата Эшгера при Бернском университете в Швейцарии.
«Это связано с целым рядом проблем, таких как изменение изменчивости во времени, неопределенность датировки, сезонное смещение, поскольку многие из записей представляют только летние температуры, и смещение полушария, поскольку большинство используемых записей относятся к Северному полушарию».

Чтобы помочь восполнить этот пробел, группа приступила к реконструкции полной временной шкалы климата голоцена, используя модель системы Земли Института Макса Планка, недавно пересмотренные данные о солнечной энергии (излучении), полученной в верхней части атмосферы Земли, и новые реконструкции вулканического воздействия. (Реконструкция — это процесс определения климата в прошлом или, в данном случае, вулканической активности, с использованием всех доступных источников доказательств).

Они обнаружили, что голоцен пережил много экстремальных эпизодов изменения климата, все они похолодали, причем некоторые из них имели магнитуду в три раза больше, чем за последние 2000 лет.

Работа включала в себя несколько факторов, которые, как известно, влияют на климат: солнечное излучение, парниковые газы, изменения параметров орбиты Земли (например, градус ее оси, которая влияет на силу солнечных лучей, падающих на верхние слои атмосферы; их три, в совокупности называемые факторами Миланковича), и атмосферные аэрозоли, измеряемые как оптическая глубина аэрозоля, величина, измеряющая, сколько света проходит через материал. Вместе они определяют климатическое воздействие — насколько сумма факторов определяет температуру поверхности.

Они обнаружили, что в течение голоцена случайные понижения климатического воздействия вызывали понижение температуры в Северном полушарии на целых 2°C.

В течение 8000-летнего периода наблюдалось небольшое, но статистически значимое уменьшение аэрозольного затемнения, а также относительно большие различия между периодами относительно высоких и низких извержений. (Примерами последних являются римский и средневековый теплые периоды.) И, как уже отмечалось, некоторые экстремальные явления были в три раза сильнее, чем за последние 2000 лет.

Естественных теплых интервалов не обнаружено. (Как римский, так и средневековый теплые периоды были региональными и не распространялись на Северное полушарие.) Несмотря на то, что вулканы выбрасывают углекислый газ, мощный парниковый газ, его количество относительно невелико, и аэрозольное охлаждение легко доминирует.

Такого рода инструменты климатических исследований, полностью связанная модель системы Земля, которая включает в себя атмосферные и океанические, суша и ледяные поверхности, углеродный цикл и другие компоненты, полученные в результате наилучшей доступной реконструкции основных природных климатических факторов, таких как извержения вулканов, могут помочь восполнить этот пробел, поскольку они «могут предоставить очень тонкую картину эволюции климата в прошлом, разрешающую амплитуды естественной изменчивости климата.