Протягом усієї історії Землі клімат постійно змінювався – періоди потепління змінювалися льодовиковими епохами, після чого планета знову поверталася до більш помірних умов, подібних до сучасних. Науковці вже давно припускали, що одним із ключових факторів, які запускають ці цикли заледеніння, можуть бути особливості орбіти Землі навколо Сонця, але до сьогодні встановити чіткий механізм цих процесів було надзвичайно складно.
Нове дослідження дозволило вченим точно визначити зв’язок між минулими льодовиковими періодами та кожною зміною нахилу осі обертання, кута орбіти та її форми. Завдяки цьому вдалося отримати потужний інструмент для прогнозування майбутніх коливань клімату. За словами дослідників, виявлення зв’язку між незначними змінами осьового нахилу, геометрії орбіти та утворенням або таненням льодовикових щитів стало вирішенням однієї з найдавніших загадок кліматології.
Орбіта Землі далека від ідеальної окружності – вона має злегка витягнуту форму, через що відстань між Землею та Сонцем постійно змінюється протягом року. Крім того, положення цієї орбіти в просторі поступово зміщується, що називається прецесією, а нахил осі обертання – обліктність – теж змінюється з часом. Усі ці фактори, відомі як цикли Міланковича, спричиняють періодичні зміни клімату з інтервалами у 20, 40, 100 та 400 тисяч років. Однак встановити, які саме цикли найбільше впливають на зміну клімату, довгий час не вдавалося.
Команда науковців проаналізувала зміни ізотопів кисню в глибоководних відкладеннях за останні 800 тисяч років. Ці ізотопні дані, збережені у скелетах морських мікроорганізмів – форамініфер, відображають коливання обсягів континентальних льодовикових щитів. Отриману інформацію порівняли зі змінами прецесії та обліктності, що дозволило виявити чіткий зв’язок між фазами орбіти та ключовими моментами переходів від льодовикових періодів до міжльодовикових.
З’ясувалося, що завершення льодовикової епохи, тобто розтавання льодовиків, тісно пов’язане з комбінацією прецесії та обліктності, тоді як початок нового періоду заледеніння залежить лише від обліктності. Саме це пояснює регулярність 100-тисячних циклів льодовикових періодів, яку не могли розгадати десятиліттями. Цей зв’язок довго залишався прихованим, попри те, що криві даних, які його демонструють, науковці аналізували багато років.
Згідно з розрахунками, нині обліктність Землі зменшується і досягне свого мінімуму приблизно через 11 тисяч років, що збігається з початком наступної льодовикової епохи. Це відкриття допоможе не лише прогнозувати майбутні кліматичні зміни, а й оцінити вплив людської діяльності на природні кліматичні цикли. Вчені наголошують, що вже зараз людство відхилило клімат від природної траєкторії через викиди парникових газів, і розуміння природного ходу подій дозволить точніше оцінити масштаб антропогенного впливу на клімат у майбутньому.
Дослідження команди було опубліковано в журналі Science.
