Дослідники зібрали перший неперервний запис змін клімату за останні 66 мільйонів років. Його створили за допомогою ізотопного аналізу відкладень форамініферів — найпростіших морських організмів. Вчені виділили чотири різні кліматичні стани, а також ключову роль полярного крижаного покриву в динаміці клімату кайнозойської ери, яка триває і досі. Про це вони пишуть у журналі Science.
Як вчені досліджують клімат минулого?
Глобальні зміни клімату Землі протягом кайнозойської ери, яка почалася 66 мільйонів років тому і досі триває, виводяться з даних стабільних ізотопів вуглецю та кисню в карбонатних оболонках форамініфер. Це одноклітинні організми, що мешкають на морському дні. За допомогою таких даних можна вивчати зміни у вуглецевому циклі, температурах глибоководного моря та складі морської води, зумовлені змінами обсягу льоду. Попередні дослідження показали, що клімат Землі перейшов від теплого 60-40 мільйонів років тому до прохолодного стану 10-5 мільйонів років назад. За останні 45 років вчені створили більш детальний запис кайнозойських кліматичних змін. Однак вони надто грубі та містять пропуски.
Як створили новий запис?
Дослідження проводили 12 міжнародних лабораторій з використанням зразків матеріалу з дна океану, зібраних протягом понад п'яти десятиліть наукових бурових експедицій. Результатом став графік, офіційно названий CENOGRID (CENOzoic Global Reference benthic foraminifer carbon and acid Isotope Dataset). Він має найменший рівень шуму, ніж будь-які попередні компіляції, та краще покриває інтервали палеоцену, еоцену та пізнього міоцену, для яких існували прогалини у записах. Таким чином, CENOGRID показує глобальний розвиток клімату за останні 66 мільйонів років.
Thomas Westerhold / Cosmosmagazine
Про що дізналися вчені завдяки цьому запису?
Вчені використовували вдосконалений математичний аналіз для виявлення чотирьох кліматичних станів: гарячий період (Hothouse), теплий період (Warmhouse), прохолодний період (Coolhouse), крижаний період (Icehouse). Характерний кліматичний «ритм» кожного з цих станів обумовлений концентрацією парникових газів та обсягом полярного льоду, з вищим рівнем CO2 та майже відсутнім крижаним покривом під час гарячого і теплого періодів у порівнянні з прохолодним та крижаним. Також вчені виявили, що динаміка клімату під час теплого та гарячого періодів є більш передбачуваною та регулярною, ніж під час холодного та крижаного. Таким чином, обсяг полярного льоду відіграє вирішальне значення не тільки для визначення фундаментального кліматичного стану Землі, але і для передбачуваності реакції клімату на астрономічні зміни. Наприклад, зміни в орбіті Землі та циклах активності Сонця.
За словами співавторки дослідження Анни Джой Друрі (Anna Joy Drury), графік демонструє, що Земля раніше переживала теплі кліматичні стани, які характеризувались екстремальними кліматичними явищами і кардинально відрізнялись від сучасності. Після піку у гарячий період, клімат Землі поступово охолоджувався протягом останніх 50 мільйонів років. Але нинішні та прогнозовані швидкі антропогенні зміни роблять цю тенденцію протилежною, і якщо їх не зменшити, значно перевершать природну мінливість останніх 66 мільйонів років.