Изменения уровня CO2 были главной движущей силой ледниковых периодов
«Из анализа отложений на дне наших морей мы знаем о прошлых температурах океана и объемах льда, но до сих пор не до конца понятна роль изменений CO2 в формировании ледниковых циклов», – говорит Маттео Виллейт из Потсдамского института исследований. Climate Impact Research, ведущий автор исследования, опубликованного в Science Advances. «Это прорыв, который мы теперь можем показать в компьютерном моделировании, что изменения в уровнях CO2 были главной движущей силой ледниковых периодов, вместе с вариациями орбиты Земли вокруг Солнца, так называемыми циклами Миланковича. На самом деле это не просто моделирование: мы сравнили наши результаты с достоверными данными из морских глубин, и они оказались в хорошем согласии.
Наши результаты предполагают сильную чувствительность системы Земля к относительно небольшим изменениям атмосферного CO2. Каким бы увлекательным это ни было, это также тревожно."
Изучение прошлого Земли и ее естественной изменчивости климата является ключом к пониманию возможных путей развития человечества в будущем. «Похоже, что сейчас мы выталкиваем нашу родную планету за пределы любых климатических условий, которые наблюдались в течение всего текущего геологического периода, четвертичного периода», – говорит Виллейт. "Период, который начался почти 3 миллиона лет назад, а человеческая цивилизация началась всего 11 000 лет назад.
Итак, современное изменение климата, которое мы видим, очень велико; даже по меркам истории Земли."
Изучение прошлого Земли, чтобы понять будущее
Основываясь на предыдущих исследованиях в PIK, исследователи воспроизвели основные особенности естественной изменчивости климата за последние несколько миллионов лет с помощью эффективной численной модели – компьютерного моделирования, основанного на астрономических и геологических данных и алгоритмах, представляющих физику и химию нашей планеты. Моделирование было вызвано только хорошо известными изменениями в том, как Земля вращается вокруг Солнца, так называемыми орбитальными циклами и различными сценариями для медленно меняющихся граничных условий, а именно выделением углекислого газа из вулканов.
В исследовании также изучались изменения в распределении наносов на поверхности Земли, поскольку ледяные щиты легче скользят по гравию, чем по коренным породам. Также учитывается роль атмосферной пыли, которая делает поверхность льда темнее и тем самым способствует таянию.
«Тот факт, что модель может воспроизводить основные черты наблюдаемой истории климата, дает нам уверенность в нашем общем понимании того, как работает климатическая система», – говорит соавтор Андрей Ганопольский, автор нескольких предыдущих новаторских исследований, на которых теперь основан новый анализ. «Моделирование, которое мы разрабатываем, должно быть достаточно простым, чтобы позволять проводить тысячи расчетов за многие тысячи лет, и при этом учитывать критические факторы, определяющие наш климат. Это то, чего мы добились. И это подтверждает, насколько важны изменения уровня CO2 для климата Земли."