Istraživački tim predvođen Lajbnicovim institutom za istraživanje Baltičkog mora Varnemunde (IOV) analizirao je 50.000 godina hidroklime srednje geografske širine jugoistočnog Pacifika koristeći posebne indikatore vezane za vlagu u jezgrima morskih sedimenata. Otkrili su da prirodne varijacije u parametrima Zemljine orbite imaju odlučujući uticaj.
Razumevanje uzroka promene vlažnosti i padavina u Zemljinoj prošlosti je ključno za bolje procene budućih promena hidroklime planete kroz poboljšano modeliranje. Jedno polje na koje se istraživači klime širom sveta fokusiraju je hidroklima—tj. celina svih dugoročnih vremenskih pojava u regionu koje određuju količinu padavina i vlažnost. Na kraju krajeva, Međuvladin panel za klimatske promene (IPCC) nedvosmisleno izjavljuje: Kako klimatske promene napreduju, rizik od ekstremnih hidroklimatskih uslova – i suša i obilnih padavina – raste.
„Razumevanje hidroklime regiona ili modeliranje budućih scenarija je sve samo ne trivijalno i uključuje velike neizvesnosti jer je rezultat izuzetno složene interakcije mnogih faktora“, kaže Džerom Kajzer iz IOV-a. „Analiza promena u Zemljinoj klimi daleko u prošlost može pomoći da se prepoznaju obrasci i tako identifikuju važni faktori uticaja.“
Stručnjak za paleokeanografiju i paleoklimu je vodeći autor studije u Nature Communications, koja je sada objavljena zajedno sa istraživačima sa Alfred Vegener instituta Helmholc centar za polarna i morska istraživanja, MARUM—Centra za morske nauke o životnoj sredini na Univerzitetu u Bremenu i dva čileanska univerziteti, Univerzitet Magallanes u Punta Arenasu i Univerzitet Čilea sa sedištem u Santjagu.
Studija pruža uvid u paleoklimatsku prošlost analizom nekoliko sedimentnih jezgara iz jugoistočnog Pacifika, koji su izvučeni iz dubine vode između 850 i 3.300 metara na kontinentalnoj padini kod severne i južne čileanske obale.
„Morski sedimenti, koji su taloženi hiljadama godina u slojevima koji se mogu prilično dobro datirati, odlična su arhiva iz koje možemo da rekonstruišemo prošle životne uslove na Zemlji koristeći određene indikatore — takozvane ekološke proksije“, objašnjava Kajzer.
Jezgra korišćena u ovoj studiji odražavaju period od oko 50.000 godina. Istraživački tim se prvenstveno fokusirao na sadržaj deuterijuma, prirodnog izotopa vodonika, u voskovima listova kopnenih biljaka, koji se talože u morskim sedimentima.
„Znamo da različiti nivoi deuterijuma govore mnogo o uslovima padavina u regionu — o količini i intenzitetu padavina, pa čak i o poreklu vlažnosti iz koje su padavine nastale“, objašnjava Kajzer pristup.
Rezultati pokazuju jasne obrasce za izvore vlage i količine padavina u hidroklimi srednje geografske širine jugoistočnog Pacifika: dok su u južnom Čileu kišu uglavnom doneli subantarktički zapadni vetrovi, padavine u srednjim geografskim širinama Čilea takođe su došli iz subtropskih krajeva. Količina i poreklo padavina iz ovih izvora u ova dva regiona, međutim, podležu značajnim fluktuacijama tokom milenijuma.
„Za nas je bilo posebno interesantno da fluktuacije u količini i intenzitetu padavina prate karakteristične vremenske cikluse, koji su postali vidljivi tek zahvaljujući dugom periodu koji predstavljaju jezgra sedimenata: u centralnom Čileu, dužina ciklusa je 23.000 godina, dok je u južnom Čileu je 41.000 godina“, ističe Kajzer.
Ovi vremenski obrasci veoma dobro koreliraju sa vremenskim ciklusima prirodnih promena u Zemljinoj orbiti oko Sunca: Tokom fenomena poznatog kao „precesija“, koji je u korelaciji sa kraćim ciklusom padavina u centralnom Čileu, Zemljina osa prolazi kroz rotaciju u obliku konusa i tako menja orijentaciju planete u odnosu na sunce.
Pored toga, Zemljina osa takođe menja svoj nagib unutar planete, što je poznato kao „fenomen nagiba Zemljine ose“ i takođe utiče na pozicioniranje planete prema suncu. To je u korelaciji sa dužim vremenskim ciklusom padavina u južnom Čileu.
„Oba orbitalna fenomena utiču na intenzitet sunčevog zračenja u različitim regionima tako što menjaju nagib planete. A to zauzvrat ima posledice po vetrove koji prenose vlagu i kišu“, kaže Kajzer. Da varijabilnost Zemljine orbite ima klimatske posledice dugo se pretpostavljalo i uzimalo u obzir u regionalnim klimatskim modelima, nastavlja stručnjak za paleoklimu.
„Međutim, na osnovu rezultata merenja deuterijuma, naša studija pruža konkretne dokaze da je hidroklima srednjih geografskih širina Čilea u velikoj meri kontrolisana orbitalnim parametrima. I hidroklimatski ekstremi u južnom centralnom Čileu, kao što su veoma visoki nivoi padavina tokom poslednje ledeno doba i izražena suša ranog holocena, takođe se mogu verovatno objasniti promenama orbite“, kaže Kajzer.
Istraživač iz Varnemundea ide još dalje u svojim zaključcima.
„Ne može se raditi o tome da se ekstremni hidroklimatski događaji u potpunosti okrivljuju za prirodne promene nagiba Zemlje. Ali da bismo ispravno prepoznali signal uticaja antropogenih klimatskih promena, moramo bolje razumeti fluktuacije, koje su podložne prirodnim uticajima, i takođe uzeti u obzir da se prirodne i antropogene fluktuacije mogu sabrati u smislu uticaja.
„Naravno, ovo se odnosi i na severnu i centralnu Evropu, gde promenljiva orbita Zemlje takođe ima klimatski uticaj.“
