Tibet sedimenter afslører klimamønstre fra millioner af år siden

Det tibetanske plateau i Kina oplever det stærkeste monsunsystem på jorden, med kraftige vinde – og ledsagende intens regn i sommermånederne – forårsaget af et komplekst system af globale luftcirkulationsmønstre og forskelle i overfladetemperaturer mellem land og oceaner.

Disse ekstreme vejrmønstre gør dette område til et ideelt sted for klimaforskere til at studere det sarte indbyrdes forbundne net i det globale klimasystem.

Carmala Garzione, en professor i jord- og miljøvidenskab ved University of Rochester, og Junsheng Nie, en gæsteforsker ved universitetet, undersøgte sedimentprøver fra det nordlige tibetanske plateaus Qaidam-bassin og var i stand til at konstruere palæoklimatiske cyklusoptegnelser fra den sene miocæne epoke af Jordens historie, som varede fra cirka 11 til 5,3 millioner år siden. De har for nylig offentliggjort deres resultater i Videnskabens fremskridt .

At rekonstruere tidligere klimarekorder kan hjælpe forskerne med at bestemme både naturlige mønstre og de måder, hvorpå fremtidige glaciale begivenheder og drivhusgasemissioner kan påvirke globale systemer.

Baseret på tidligere forskning om iskerne, marine, og sedimentregistreringer, forskere fastslog, at for de sidste 800, 000 år, Den nordlige halvkugles istider – hvor store områder af Nordamerika, Europa, og Asien er dækket af tykke isplader - forekom omkring hver 100. 000 år. Før den periode, istider forekom hyppigere, på cyklusser på 41, 000 år, og videnskabsmænd mente, at dette var normen.

Ved at bruge sedimentprøverne fra Qaidam-bassinet, Nie og Garzione viser, at de østasiatiske monsunmønstre i det sene miocæn også følger lignende 100, 000 års cyklusser, med stærkere monsuner, der topper med 100, 000 år og aftagende i perioderne imellem. Dette afslører en mere end 6 millioner tidligere debut af disse 100, 000 års cyklusser end tidligere dokumenteret.

"Folk har tænkt, at de 100, 000 års cyklus var en senere kvartær [nutidens] klimaanomali, " siger Nie. "Men ud fra vores resultater, vi ser, at det ikke er en anomali, det var til stede mange år før."

Flere faktorer påvirker disse cyklusser, men de bestemmes i sidste ende af orbital forcering - Solens stråling modtaget af Jorden på grund af variationer i Jordens kredsløb i solsystemet. Der er tre typer af variationer, der forekommer samtidigt, kendt som Milankovitch Cycles:

1. Excentricitet:Hvordan Jorden roterer omkring Solen - formen af ​​Jordens kredsløb ændrer sig gradvist fra at være mere oval til mere rund over en periode på 100, 000 år.
2. Aksial hældning:Jorden hælder mod Solen i en vinkel, der ændres fra en omtrentlig hældning på 22 grader til en hældning på 24,5 grader over en periode på 41, 000 år.
3. Præcession af jævndøgn:Jorden slingrer langsomt, mens den snurrer, meget som en legetøjstop, mens på samme tid, Jordens rotationsakse – linjen fra nord- til sydpolen – roterer. Samspillet mellem disse to processer resulterer i cyklisk bevægelse af jævndøgn over en periode på cirka 23, 000 år.

"Hver af disse faktorer påvirker indkommende solstråling, og hvordan jorden absorberer varme, " siger Garzione.

Mysterier forbliver, fordi excentricitet er den svageste cyklus, så burde logisk set ikke være den dominerende cyklus for klimatiske begivenheder. Det er ikke kun sollys, der spiller en rolle i disse cyklusser, men påvirkningen af ​​gletschere og atmosfærisk kuldioxid.

I de sidste en million år, den voksende og aftagende indlandsis på den nordlige halvkugle - primært dem i Canada - har kontrolleret klimacyklusserne, ved at påvirke havstrømmene, temperaturer, og vindmønstre. Is på den sydlige halvkugle i Antarktis er forblevet relativt fast, uden nogen større issmeltning for at katalysere fremskridt og tilbagetrækninger.

Under det sene miocæn, det var det modsatte, med is i Antarktis på den sydlige halvkugle voksende og aftagende. Nie og Garzione antyder, at den fluktuerende antarktiske iskappe i slutningen af ​​Miocæn, på et tidspunkt, hvor der var minimalt med is på den nordlige halvkugle, udøvede den dominerende kontrol på 100, 000 års cyklusser observeret i Qaidam-bassinet.

"Hvis en halvkugle ser store fremskridt og trækker sig tilbage i iskapperne, det er, når vi kommer ind i dette mønster på 100, 000 års cyklusser dominerer, " siger Garzione. "Spørgsmålet er, vil vi presse kuldioxid højt nok i fremtiden til, at den nordlige halvkugle forbliver isfri, og fremskridtene og tilbagetrækningerne begynder igen med indlandsisen på den sydlige halvkugle."

Hvis så, Indlandsisen på den sydlige halvkugle kan igen øve dominerende indflydelse på klimacyklusserne.