Почему ледниковый период возвращается

История Земли — это история теплого климата. Но в последние три миллиона лет на Земле преобладает холодный климат — ледниковый. От чего это зависит?

Любой геолог, глядя на территорию земли Шлезвиг-Гольштейн на севере Германии, где процветает земледелие, сразу скажет, что здесь некоторое время назад лежал ледник и именно он сформировал плоский рельеф с огромным количеством озер. Ледник был мощный, он выпахал котловины, которые впоследствии заполнились водой.

Накоплению большой массы льда сопутствует «подъем» суши: когда вода переходит в состояние снега и связывается, уровень Мирового океана падает и обнажается часть материкового шельфа — материки словно становятся немного больше. Во время последнего ледникового периода существовала суша между Чукоткой и Аляской, и именно этим путем люди мигрировали на Американский континент.

Климатические колебания зависят от целого комплекса внешних и внутренних естественных факторов. Внешние факторы — это те, которые меняются вне зависимости от самой климатической системы. К ним относятся изменение конфигурации и положения континентов, изменение солнечной активности и, самое главное, изменение орбитальных параметров Земли.

Первый орбитальный параметр — это форма траектории, по которой Земля движется вокруг Солнца. Она меняется от практически идеально круглой до эллипсовидной. В первом случае наша планета получает за год постоянное количество солнечной энергии, во втором — переменное. Полный цикл изменения земной орбиты происходит за 100 тысяч лет.

Второй параметр — это изменение наклона земной оси. Если бы земная ось была перпендикулярна собственной орбите, то экваториальная область всегда получала бы большое количество энергии, а количество солнечной энергии на полюсах не менялось бы, всегда было бы минимальным. Но на самом деле ось Земли наклонена по отношению к орбите более чем на 20 градусов, и поэтому полюса то освещены Солнцем, то находятся в тени. Изменение наклона земной оси происходит с периодичностью в 41 тысячу лет.

Следующий параметр — это постоянное вращение земной оси; за счет него меняется сезональность — разница зимних и летних температур.

 Интересно, что орбитальные параметры Земли менялись всегда, этот процесс характерен для всей истории Земли, а смена ледниковых и межледниковых циклов наблюдается последние 3 миллиона лет. Что же произошло в это время, что переключило климат на смену ледниковых и межледниковых циклов?

Три миллиона лет назад сформировался Панамский перешеек и исчезла связь между Тихим и Атлантическим океанами. Это повлияло на конфигурацию океанической циркуляции: с момента образования перешейка система течения Гольфстрима дала теплую ветвь, которая доходит до Норвежско-Гренландского бассейна. Это основной район, где океаническая циркуляция является своего рода ключом, переключающим климат с одного вида на другой.

На формирование ледникового климата также влияет альбедо — способность земной поверхности отражать солнечный свет. Когда начинают накапливаться ледниковые щиты, солнечный свет, падая на лед или снег, практически полностью отражается от них и только малая часть идет на нагревание, что усугубляет распространение ледника.

Еще одним важным параметром в смене ледниковых и межледниковых циклов является содержание парниковых газов в атмосфере, создающих парниковый эффект.

Есть и другой интересный факт: приблизительно 600 тысяч лет назад произошло нечто, чему пока не найдено однозначного объяснения, но что повлияло на длительность ледниковых циклов. До этого на смену ледниковых и межледниковых циклов больше всего влияло изменение наклона земной оси, периодичность смены циклов примерно соответствовала 41 тысяче лет. Но 600 тысяч лет назад климат в большей степени стал реагировать на изменения орбиты Земли, и начиная с этой отметки цикличность стала другой: ледниковый период стал длиться примерно 100 тысяч лет, а межледниковый — 10 тысяч.

Голоцен — межледниковье, в котором мы живем, — уже насчитывает 10 тысяч лет; теоретически его срок истекает. Климатический голоценовый оптимум закончился примерно 5,5 тысяч лет назад, и с тех пор наблюдается некоторый тренд к понижению температуры. А ведь вся история цивилизации вмещается в эти 10 тысяч лет. И всех волнует вопрос: что же будет дальше? Но пока нет никаких свидетельств того, что периодичность климатических циклов должна измениться.