Skąd się biorą epoki lodowcowe? Najnowsze badanie naukowców z Cardiff University dokładnie opisuje, w jaki sposób na cykle zlodowaceń i ociepleń trwający od milionów lat wpływa ruch naszej planety wokół Słońca. To jedno z pierwszych badań, które tak precyzyjnie matematycznie wylicza związek pomiędzy orbitalnymi ruchami Ziemi a wielkimi epokami lodowcowymi.
Kluczowe są tu tzw. cykle Milankovitcha – czyli stopniowe, trwające stulecia czy tysiąclecia zmiany orbity Ziemi. Obejmują one trzy kluczowe zjawiska: ekscentryczność, precesję oraz pochylenie osi. Ekscentryczność odnosi się do zmienności kształtu orbity Ziemi, który przechodzi od bardziej eliptycznego do bardziej kołowego, co modyfikuje ilość energii słonecznej docierającej do Ziemi. Precesja to powolne kołysanie osi Ziemi, zmieniające kierunek, w którym jest skierowana, a tym samym przesuwające się momenty pór roku. Pochylenie osi określa kąt nachylenia osi Ziemi względem płaszczyzny jej orbity, co wpływa na intensywność i rozmieszczenie sezonowych różnic klimatycznych. Razem te cykle determinują długoterminowe wahania klimatyczne, takie jak okresy zlodowaceń i ociepleń. Pierwotnie cykle trwały około 41 tysięcy lat, a w ostatnich 800 tysięcy lat wydłużyły się do około 100 tysięcy lat.
Badania zespołu profesora Stephena Barkera wykazały, że każdy początek i koniec epoki lodowcowej w ciągu ostatnich 900 tys. lat wynikał z tego, że parametry orbitalne Ziemi przybierały określoną konfigurację. To oznacza, że możemy przewidzieć momenty, gdy lodowce znikają oraz ponownego zlodowacenia. Analiza obejmowała dane dotyczące zmian wielkości lodowców, temperatur głębokich warstw oceanicznych oraz ilości energii słonecznej docierającej do Ziemi, umożliwiając stworzenie precyzyjnego modelu naturalnych przejść klimatycznych. „Koniec epok lodowcowych wynika z połączenia wzrostu nachylenia osi Ziemi oraz zmian w precesji” mówi prof. Stephen Barker.
Badacze wyliczyli, że skutkiem tych procesów powinno być nadejście kolejnego zlodowacenia już za około 11 tysięcy lat. Lód zacząłby ponownie wycofywać się 55 tys. lat później. Tym razem jednak lodowce nie przyjadą zgodnie z rozkładem, bo nadejście najbliższej epoki lodowcowej zostanie opóźnione przez wywoływane przez człowieka zmiany klimatyczne.
Mechanizmy naturalnych cykli klimatycznych
Działalność człowieka od początku rewolucji przemysłowej diametralnie zmieniła naturalny bieg cykli klimatycznych. Stężenie dwutlenku węgla napędzającego globalne ocieplenie jest dziś w atmosferze najwyższe od co najmniej 800 tys. lat. Ponad 1,5 biliona ton CO₂ wyemitowanych przez człowieka spowodowało globalne ocieplenie, które opóźnia nadejście kolejnej epoki lodowcowej o dziesiątki tysięcy lat. Andrey Ganopolski z Potsdam Institute for Climate Impact Research zauważa: „Wzrost poziomu CO₂ nie tylko podnosi temperatury, ale również ingeruje w naturalne cykle klimatyczne, zmieniając dynamikę występowania epok lodowcowych”.
Zamiast być pokryta lodowcami, ziemia za 8 tysięcy lat może być niemal zupełnie ich pozbawiona. Jeśli emisje utrzymają się na obecnych poziomach, zdaniem uczonych właśnie wtedy ostatnie pozostałości lodu stopnieją na Antarktydzie. Skutkiem ma być wzrost poziomu morza o 70 metrów. “Zamiast lodowców, znajdziemy się pod wodą” przestrzega Baker.
Jego badania mogą jednak być istotne dla wysiłków na rzecz zahamowania zmian klimatu. Jeśli lepiej będziemy rozumieć naturalne procesy klimatyczne naszej planety, które ludzkość właśnie zakłóca, możemy też lepiej zrozumieć, jak zahamować czy odwrócić skutki naszej działalności. „Teraz, gdy wiemy, że klimat jest w dużej mierze przewidywalny na tych długich skalach czasowych, możemy wykorzystać dane z przeszłości, aby oszacować, co może się wydarzyć w przyszłości” mówi badacz.
