Niedawne badania wykazały, że wzrost pokrywy lodowej Antarktyki i ekspansja lodu morskiego na półkuli południowej odegrały kluczową rolę w wywołaniu przejścia klimatycznego w połowie plejstocenu, zasadniczo zmieniając cykle lodowcowe Ziemi. Góry lodowe zapadające się z pokrywy lodowej Antarktyki. Źródło: Li Yuansheng
Nowe badania wykazały, że rozwój pokrywy lodowej Antarktyki miał kluczowe znaczenie dla wywołania dłuższych i bardziej intensywnych cykli lodowcowych w środkowym plejstocenie, zmieniając nasze rozumienie globalnej dynamiki klimatu.
Niedawne wspólne badania prowadzone pod kierunkiem profesora An Zhishenga z Instytutu Środowiska Ziemi Chińskiej Akademii Nauk uwydatniły kluczową rolę wzrostu pokrywy lodowej Antarktyki i ekspansji lodu morskiego na półkuli południowej w zapoczątkowaniu przejścia klimatycznego w środkowym plejstocenie (MPT). . Badanie pokazuje również, jak nierównomierny rozwój polarnych pokryw lodowych wpływa na globalny klimat.
MPT odnosi się do zmiany w systemie klimatycznym Ziemi pomiędzy około 1,25–0,7 miliona lat temu, oznaczającej przejście do bardziej wyraźnych i regularnych cykli lodowcowo-interglacjalnych.
Dostarczając wglądu w szybką ekspansję pokrywy lodowej półkuli północnej od połowy plejstocenu, badanie to podważa także liczne hipotezy dotyczące pochodzenia i mechanizmów leżących u podstaw MPT.
Wyniki badań opublikowano w najnowszym numerze miesięcznika „ Naukazatytułowany „Środkowoplejstoceńska przemiana klimatyczna wywołana wzrostem pokrywy lodowej Antarktyki”.
Ze względu na znaczenie MPT dla ewolucji dynamiki pokrywy lodowej Ziemi w ciągu ostatnich ~1,25 miliona lat, takie hipotezy były często omawiane i omawiane w czasopismach Natura I Nauka przez ostatnie dziesięciolecia.
Wkład w naukę o klimacie
„To badanie przyczynia się do zrozumienia pytania: „Co powoduje epoki lodowcowe?” —jeden ze 125 pionierskich problemów naukowych podniesionych przez Nauka/AAAS w 2021 r.” – powiedział profesor An, również członek Chińskiej Akademii Nauk (CAS) i współpracownik zagraniczny Narodowej Akademii Nauk w USA.
Praca ta ilustruje również, w jaki sposób procesy zachodzące w systemie Ziemi definiują i zmieniają charakterystykę cykli glacjalno-interglacjalnych, ich dynamikę i długość.
Chmury typowe dla Antarktydy, pod wpływem fal grawitacyjnych, unoszą się nad masywną górą lodową, która zapadła się z pokrywy lodowej. Źródło: Ban Chao
Łącząc zapisy geologiczne z numerycznymi symulacjami klimatu, badanie to ujawnia historię asymetrycznej ewolucji pokryw lodowych na obu półkulach i związaną z nią reakcję ziemskiego systemu klimatycznego.
Odkrycia wskazują, że 2–1,25 miliona lat temu ciągły wzrost pokrywy lodowej Antarktyki i związana z tym ekspansja lodu morskiego na półkuli południowej spowodowały spadek temperatury i wzrost pary wodnej na półkuli północnej w wyniku zmodyfikowanego międzyrównikowego gradientu ciśnienia i południkowa cyrkulacja wywracająca.
Asymetryczny wpływ na globalny klimat
Zmiany te sprzyjały zatem rozwojowi pokrywy lodowej Arktyki i ostatecznie spowodowały przesunięcie cykli lodowcowych Ziemi z ~ 40 000 lat do ~ 100 000 lat.
Badając zmiany objętości lodu na obu półkulach, praca ta podkreśla głęboki wpływ asymetrycznej ewolucji polarnych pokryw lodowych na klimat globalny, szczególnie na klimat półkuli północnej.
„Odkrycie wynikające z badania, że ta asymetria może wywołać silne pozytywne sprzężenie zwrotne, które może wywołać ogromną zmianę klimatu Ziemi, czyli kwestię wcześniej niedocenianą, ma ważne implikacje dla zrozumienia i prognozowania klimatu Ziemi w warunkach ocieplenia cieplarnianego” – powiedział dr CAI Wenju , członek Australijskiej Akademii Nauk, który zauważył, że badanie jest przykładem chińskich naukowców, którzy przejęli wiodącą rolę w rozwiązywaniu globalnych problemów w pionierskich naukach.
Prof. An wskazał, że pilną sprawą jest ilościowa ocena powiązań między asymetrycznym topnieniem dwupółkuli pokrywy lodowej a globalną zmianą klimatu. Zasugerował, że mogłoby to zwiększyć naszą zdolność „przewidywania przyszłych zmian klimatycznych i reakcji Układu Ziemi na zmiany w polarnych pokrywach lodowych”.
Odniesienie: „Środkowoplejstoceńska przemiana klimatyczna wywołana wzrostem pokrywy lodowej Antarktyki” Zhisheng An, Weijian Zhou, Zeke Zhang, Xu Zhang, Zhonghui Liu, Youbin Sun, Steven C. Clemens, Lixin Wu, Jiaju Zhao, Zhengguo Shi, Xiaolin Ma , Hong Yan, Gaojun Li, Yanjun Cai, Jimin Yu, Yuchen Sun, Siqi Li, Yu’ao Zhang, Christian Stepanek, Gerrit Lohmann, Guocheng Dong, Hai Cheng, Yu Liu, Zhangdong Jin, Tao Li, Yifei Hao, Jing Lei i Wenju Cai, 1 sierpnia 2024 r., Nauka.
DOI: 10.1126/science.abn4861
Badania te przeprowadzono we współpracy z międzynarodowymi zespołami, w tym z Instytutem Badań Płaskowyżu Tybetańskiego CAS, Uniwersytetem w Hongkongu, British Antarctic Survey, Laoshan Laboratory, Instytutem Alfreda Wegenera, Uniwersytetem Xi’an Jiaotong, Uniwersytetem Nanjing, Brown University, Beijing Normal Uniwersytet, Chiński Uniwersytet Oceaniczny i Australijski Uniwersytet Narodowy.
