Недавние совместные исследования под руководством профессора А. Н. Чжишэна из Института земной среды Китайской академии наук выявили ключевую роль роста антарктического ледяного покрова и связанного с ним расширения морского льда в Южном полушарии в запуске климатического перехода в середине плейстоцена, который часто называют ледниковым периодом. Они также показали, как асимметричная эволюция полярного ледяного покрова влияет на глобальный климат.
Плейстоцен относится к сдвигу в климатической системе Земли, произошедшему примерно 1,25–0,7 млн лет назад, ознаменовавшем переход к более выраженным и регулярным ледниково-межледниковым циклам.
Это исследование не только дает представление о быстром расширении ледникового покрова Северного полушария с середины плейстоцена, но и ставит под сомнение многочисленные гипотезы относительно происхождения и механизмов, лежащих в его основе.
Результаты исследования были опубликованы в недавнем выпуске журнала Science под названием «Климатический переход в среднем плейстоцене, вызванный ростом ледникового покрова Антарктиды».
В связи с важностью СПТ для эволюции динамики ледяного покрова Земли за последние ~1,25 миллиона лет подобные гипотезы часто обсуждались и обсуждались в журналах Nature и Science в течение последних десятилетий.
«Это исследование вносит вклад в наше понимание вопроса «Что является причиной ледниковых периодов?» — одной из 125 передовых научных проблем, поднятых Science /AAAS в 2021 году», — сказал профессор AN, также являющийся членом Китайской академии наук (CAS) и иностранным членом Национальной академии наук США.
В этой работе также показано, как процессы в системе Земли определяют и изменяют характеристики ледниково-межледниковых циклов, их динамику и продолжительность.
Объединяя геологические данные с численным моделированием климата, это исследование раскрывает историю асимметричной эволюции ледяных щитов в обоих полушариях и связанную с этим реакцию климатической системы Земли.
Результаты исследования показывают, что 2–1,25 миллиона лет назад продолжающийся рост Антарктического ледяного покрова и связанное с ним расширение морского льда в Южном полушарии привели к падению температуры и повышению содержания водяного пара в Северном полушарии за счет измененного кросс-экваториального градиента давления и меридиональной опрокидывающей циркуляции.
Эти изменения способствовали развитию арктического ледяного щита и в конечном итоге привели к сдвигу ледниковых циклов Земли с ~40 000 лет до ~100 000 лет.
Изучая изменения объема льда в обоих полушариях, данная работа подчеркивает глубокое влияние асимметричной эволюции полярных ледяных щитов на глобальный климат, особенно на климат Северного полушария.
«Вывод исследования о том, что эта асимметрия может вызвать мощные положительные обратные связи, способные вызвать масштабные изменения климата Земли, — момент, ранее не оцененный по достоинству, — имеет важные последствия для понимания и прогнозирования климата Земли в условиях парникового эффекта», — сказал Цай Вэньцзюй из Австралийской академии наук, отметив, что исследование является примером того, как китайские ученые берут на себя лидерство в решении глобальных вопросов в передовой науке.
Профессор AN указал на необходимость срочной количественной оценки связей между асимметричным таянием двух полушарийных ледяных щитов и глобальным изменением климата. Он предположил, что это может продвинуть нашу способность «предсказывать будущее изменение климата и реакцию системы Земли на изменения в полярных ледяных щитах».
