Около 2,5 миллионов лет назад Земля вступила в эпоху, отмеченную чередой ледниковых и межледниковых периодов. Последнее оледенение завершилось примерно 11 700 лет назад. Новый анализ, проведенный международной командой исследователей, включая ученых из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, предполагает, что начало следующего ледникового периода можно ожидать через 10 000 лет.

Ученые основывают свой прогноз на новой интерпретации небольших изменений в орбите Земли вокруг Солнца, которые приводят к значительным сдвигам в климате планеты на протяжении тысячелетий. Исследование, опубликованное в Science, отслеживает естественные циклы климата планеты за миллион лет и предлагает новое понимание динамичной климатической системы Земли, а также представляет собой значительный шаг в понимании ледниковых циклов планеты.

Команда изучила миллионную летопись изменений климата, документирующую изменения в размерах наземных ледяных щитов в Северном полушарии, а также температуру глубинных слоев океана. Эти изменения удалось сопоставить с небольшими циклическими вариациями формы орбиты Земли вокруг Солнца, ее колебаниями и углом наклона оси.

Профессор Лоррейн Лисиецки из отдела наук о Земле Калифорнийского университета в Санта-Барбаре сообщает, что обнаружен предсказуемый паттерн за последний миллион лет, определяющий время, когда климат Земли меняется между ледниковыми «ледниковыми периодами» и мягкими теплыми периодами, называемыми межледниковьями. Один тип изменений в орбите Земли был ответственен за окончание ледниковых периодов, а другой был связан с их возвращением.

Ведущий автор Стивен Баркер, профессор Кардиффского университета в Великобритании, добавляет, что довольно сложно поверить, что этот паттерн не был замечен ранее, так как обнаружен четкий отпечаток различных орбитальных параметров на климатической записи.

Предположения о связи между орбитой Земли вокруг Солнца и колебаниями между ледниковыми и межледниковыми условиями существуют уже более века, но не были подтверждены реальными данными до середины 1970-х годов. С тех пор ученые пытались точно определить, какой орбитальный параметр является наиболее важным для начала и окончания ледниковых циклов, из-за сложности датирования климатических изменений, произошедших так давно.

Команда смогла преодолеть эту проблему, изучив форму климатической записи во времени. Это позволило определить, как различные параметры сочетаются друг с другом, вызывая наблюдаемые изменения климата.

Авторы обнаружили, что каждое оледенение за последние 900 000 лет следует предсказуемой схеме. Этот естественный паттерн – при отсутствии антропогенных выбросов парниковых газов – предполагает, что в настоящее время мы должны находиться в середине стабильного межледниковья и что следующий ледниковый период начнется через много тысячелетий, примерно через 10 000 лет.

Баркер сообщает, что обнаруженный паттерн настолько воспроизводим, что удалось сделать точный прогноз того, когда наступит и сколько продлится каждый межледниковый период за последний миллион лет. Это важно, потому что подтверждает, что естественные изменения климата, наблюдаемые на Земле в течение десятков тысяч лет, в значительной степени предсказуемы, а не случайны или хаотичны.

Соавтор Хронис Цедакис, профессор Университетского колледжа Лондона, замечает, что, поскольку мы сейчас живем в межледниковый период, называемый голоценом, также возможно предоставить первоначальный прогноз того, когда наш климат может вернуться в ледниковое состояние.

Однако соавтор Грегор Кнорр из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца, добавляет, что такой переход к ледниковому состоянию через 10 000 лет очень маловероятен, потому что выбросы углекислого газа в атмосферу, вызванные деятельностью человека, уже отклонили климат от его естественного курса, с долгосрочными последствиями в будущем.

Команда планирует использовать свои выводы для создания базовой линии естественного климата Земли на следующие 10 000-20 000 лет, калибруя прошлые изменения. В сочетании с моделированием климатических моделей исследователи надеются количественно оценить абсолютные последствия антропогенного изменения климата в далеком будущем.

Баркер добавляет, что, поскольку известно, что климат в значительной степени предсказуем в таких длительных временных масштабах, можно использовать прошлые изменения, чтобы получить информацию о том, что может произойти в будущем. Раньше это было невозможно с тем уровнем уверенности, который обеспечивает новый анализ.

Это жизненно важно для принятия более обоснованных решений об уровне выбросов парниковых газов, которые будут определять будущие изменения климата.