Co było początkiem końca epoki lodowcowej?
„Epoki lodowcowe są uwarunkowane położeniem Ziemi na orbicie względem Słońca, co zasadniczo nazywamy konfiguracją orbitalną lub cyklami Milankovicia”, mówi Frerk Pöppelmeier, badacz w dziedzinie dynamiki klimatu na Uniwersytecie Berneńskim. Cykle Milankovicia to długoterminowe cykle klimatyczne zależne od parametrów orbity ziemskiej, jej ekscentryczności i zmiany w nachyleniu jej osi. Wszystkie te ruchy zmieniają ilość światła słonecznego docierającego do Ziemi i długość pór roku (mierzoną od jednego przesilenia do następnego). Warunki, które rok po roku powodują krótkie, zimne lato na półkuli północnej, pozwalają na gromadzenie się śniegu na lądzie. I odwrotnie, jeśli orbita i nachylenie osi Ziemi tworzą warunki sprzyjające dłuższym, cieplejszym okresom letnim na półkuli północnej, ten nagromadzony śnieg i lód topnieją. „Wszystkie końce epok lodowcowych są skorelowane z rosnącymi temperaturami letnimi i większą ilością światła słonecznego docierającego do północnych szerokości geograficznych”, wyjaśnia Pöppelmeier. Drugim powodem są właściwości rozległych, kontynentalnych pokryw lodowych. Im są większe, tym mniej stabilne się stają, ponieważ ich ogromny ciężar powoduje topnienie dna pokrywy lodowej, umożliwiając im zsuwanie się ze skały macierzystej. W pewnym momencie wystarczy niewielki wzrost temperatury, aby te pokrywy lodowe się załamały. W procesie tym ważną rolę odgrywają również prądy oceaniczne, ponieważ rozprowadzają ciepło wokół całej planety. Jeden z głównych systemów prądów morskich – Atlantycka Południkowa Cyrkulacja Wymienna (AMOC) – przenosi ciepłe wody na północne obszary Atlantyku, silnie oddziałując na globalny klimat. Istnieją coraz większe obawy o to, że w wyniku globalnego ocieplenia ten system wymiany ciepła może ulec spowolnieniu, a nawet całkowicie się załamać. Scenariusz ten może doprowadzić do nowej epoki lodowcowej, czego wizję przedstawiono w pamiętnym filmie fantastycznonaukowym „Pojutrze” z 2004 roku. Najogólniej rzecz ujmując, epoki lodowcowe są wynikiem nałożenia się kilku różnych procesów, z których każdy działa w innej skali planetarnej (i międzyplanetarnej).
W poszukiwaniu czynnika wyzwalającego
W ramach projektu CliMoTran, finansowanego ze środków działań „Maria Skłodowska-Curie”, Pöppelmeier poszukiwał wyjaśnienia dla tajemniczej zmiany tempa epok lodowcowych na przestrzeni dziejów naszej planety. Okresy interglacjalne trwały początkowo około 41 000 lat, jednak około 1 miliona lat temu nastąpiło spowolnienie, w wyniku czego ich długość zwiększyła się do około 100 000 lat – jest to zmiana określana mianem przejścia środkowego plejstocenu. Korzystając z najnowocześniejszych technik modelowania komputerowego, Pöppelmeier przyjrzał się bliżej stanowi cyrkulacji oceanicznej podczas przejścia klimatycznego, na podstawie czego stwierdził, że nie istniał żaden pojedynczy czynnik wyzwalający, ale raczej wiele nakładających się na siebie efektów – wśród nich poziom stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze. Co ciekawe, uważa się, że kilka razy w historii Ziemi powierzchnia naszej planety – a przynajmniej prawie cały ląd kontynentalny – była w większości pokryta śniegiem i lodem, co miało miejsce w okresach znanych jako „Ziemia śnieżka”. Mogło do nich dojść w wyniku spadku stężenia gazów cieplarnianych w atmosferze do bardzo niskich poziomów. Wydaje się, że dziś zachodzi proces odwrotny, ponieważ nadal zalewamy naszą atmosferę gazami cieplarnianymi pochodzącymi ze spalania paliw kopalnych. Badania sugerują, że opóźniliśmy nadejście kolejnej epoki lodowcowej, która mogłaby rozpocząć się za około 10 000 lat. „Obecnie na skutek antropogenicznych emisji gazów cieplarnianych system jest tak zaburzony, że w zasadzie udało nam się przeskoczyć co najmniej kolejną epokę lodowcową”, dodaje Pöppelmeier. „Jeśli nadal będziemy emitować dwutlenek węgla, możliwe, że w przewidywalnej przyszłości wcale nie dojdzie do epoki lodowcowej”. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o badaniach Frerka Pöppelmeiera: Przyczyna nagłej zmiany w długości okresów interglacjalnych na Ziemi
Słowa kluczowe
CliMoTran, klimat, epoki lodowcowe, pory roku, cykle Milankovicia, Ziemia śnieżka, cykle klimatyczne, ocean, gazy cieplarniane, atmosfera