Vedci dlhé roky skúmali, ako a prečo sa na Zemi cyklicky menia obdobia výrazného ochladenia a oteplenia. Tentoraz prišli s novým kľúčom, ktorý im umožňuje predpovedať, kedy sa začne ďalšia doba ľadová a kedy sa skončí. Záhadu ľadových období sa im podarilo rozlúštiť tak presne, že dokážu určiť termíny aj pre budúce cykly. A hoci vieme, kedy by podľa výpočtov malo dôjsť k najbližšiemu prudkému ochladeniu, či sa tak v skutočnosti stane, už teraz úplne isté nie je – ako v mnohých vedeckých teóriách, aj tu zohráva rolu vplyv ľudskej činnosti na klímu.
Nové poznatky v časopise Science
Podľa výsledkov uverejnených v renomovanom vedeckom magazíne Science vedci zistili, že sa chladné a teplé obdobia na Zemi v priebehu geologickej histórie pravidelne striedajú. Príčinu hľadali v prírodných zákonitostiach, ktoré ovplyvňujú podnebie. Okrem geologických faktorov (napríklad pohyb litosferických dosiek či vulkanická činnosť) sa však ukázalo, že významnú úlohu pri spúšťaní i konci ľadových dôb zohrávajú takzvané astronomické parametre.
Práve tie rozhodujú o tom, ako sa mení množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na Zem. Z rôznych sledovaní vyplýva, že tri kľúčové faktory – precesia (kužeľovitý pohyb zemskej osi), sklon zemskej osi a excentricita obežnej dráhy Zeme okolo Slnka – prechádzajú periodickými cyklami. Precese a sklon zemskej osi sa menia v cykloch trvajúcich približne 22 000 a 41 000 rokov. Excentricita (t. j. miera „eliptickosti“ dráhy) sa výraznejšie mení asi každých 100 000 rokov, kedy dráha Zeme nadobúda oválnejší tvar. Spolu tieto tri parametre spôsobujú, že množstvo slnečného žiarenia prichádzajúceho na Zem kolíše.
Vedci už dlhšie vedia, že tieto procesy hrajú v klimatických zmenách kľúčovú rolu, no stále chýbal presný obraz o tom, ako sa podieľajú na nástupe či konci ľadových dôb. Hovorí sa o tom aj v súvislosti s roztápaním ľadovej pokrývky v Grónsku, ktoré vedci monitorujú pomocou dronov. Ide nielen o získavanie poznatkov o zmene klímy, ale má to aj strategický význam a pomáha lepšie pochopiť trendy spojené s oteplením či ochladením.
Ktorý faktor spôsobuje začiatok a ktorý koniec?
Jednou z najväčších otvorených otázok bolo, či na ukončenie doby ľadovej viac vplýva precesia, sklon osi Zeme, alebo kombinácia oboch. Nejasný zostal aj dôvod, prečo sa pred takmer miliónom rokov začali ľadové doby striedať vo výraznejšom cykle približne 100 000 rokov – a to v čase, keď by účinok meniacich sa tvarov dráhy naozaj nemal byť až taký silný.
Tím Stephena Barkera z Cardiff University podrobne analyzoval údaje o izotopoch kyslíka v starobylých morských sedimentoch a mohol tak stanoviť presné momenty, kedy sa v posledných 800 000 rokoch začínali a končili jednotlivé ľadové doby. Získanú klimatickú krivku potom vedci porovnali so stavom troch už spomínaných parametrov dráhy Zeme.
Výsledky ich prekvapili, pretože sa ukázalo, že počas cyklu doby ľadovej sa vplyv týchto troch faktorov akoby „strieda“. Inak povedané, jeden parameter môže spôsobiť, že ľadová doba skončí, zatiaľ čo ďalší zohráva kľúčovú úlohu pri jej zrode. Barker zdôraznil, že nikto predtým nepozoroval taký zreteľný vzorec.
Presné striedanie: precesia, sklon a excentricita
Štúdia potvrdila, že na konci doby ľadovej je rozhodujúca najmä precesia, ktorá – ak je zosúladená s maximálnym sklonom zemskej osi – spustí prechod z chladného obdobia do teplejšieho, medziľadového. Pre nástup novej ľadovej doby je naopak dôležitý rastúci sklon zemskej osi a fakt, že obežná dráha Zeme by mala byť v danom momente menej eliptická (teda viac okrúhla).
Ako Barkerov tím vysvetlil, precesia dokáže ukončiť dobu ľadovú len za predpokladu, že v predošlých tisícročiach bola excentricita na minimálnej úrovni, čo znamená, že dráha Zeme nebola príliš pretiahnutá. Ak tieto podmienky nie sú splnené, ľadové doby pokračujú ďalej. A práve v tom tkvie zdanlivo jednoduché, no dovtedy nejasné vysvetlenie, prečo sa jednotlivé zaľadnenia v geologickej histórii neobjavovali vždy rovnako.
Zároveň spoluautorka štúdie, profesorka Lorraine Lisiecki z University of California v Santa Barbare, zdôrazňuje, že prirodzené cykly klímy na Zemi nie sú chaotické, ale vo veľkej miere predvídateľné. Práve vďaka jasnému vzorcu dokážu vedci dopredu spoľahlivo určiť, kedy nastanú ďalšie medziľadové obdobia a koľko môžu trvať.
Kedy by mala prísť ďalšia doba ľadová?
Na základe nového vzorca vedci vypočítali, že tri orbitálne parametre opäť narazia na potrebnú konšteláciu asi o 10 000 rokov. V tej chvíli by sa, čisto z hľadiska prírody, mala Zem ochladiť a začať nová doba ľadová. Avšak pri súčasnej úrovni ľudskej aktivity a vplyvu na klímu cez skleníkové plyny nie je vôbec isté, či sa tak stane presne podľa doterajšieho cyklu. Teoreticky by sa to mohlo oneskoriť, prípadne by veľké zaľadnenie nemuselo prísť vôbec – najmä ak bude globálne otepľovanie a s tým spojené emisie skleníkových plynov pokračovať.
Otázkou navyše zostáva, ako bude Zem a ľudstvo vyzerať o také dlhé časové obdobie. Aj tu panuje zhoda, že modelovanie tak vzdialenej budúcnosti prináša obrovskú mieru neistoty. Napriek tomu môžeme povedať, že v čisto prirodzene fungujúcom systéme bez výrazných ľudských zásahov by nová doba ľadová mala naozaj nastať približne za 10 000 rokov. Či a v akej forme sa tak udeje, je však v tejto chvíli otázkou, na ktorú odpovie až budúcnosť – a tou dobou už možno ľudstvo nebude vyzerať tak, ako ho poznáme dnes.
Zhrnutie:
Vedci pomocou analýzy izotopov kyslíka a sledovania orbitálnych parametrov Zeme zistili, že doby ľadové nezačínajú a nekončia náhodne. Precese, sklon zemskej osi a excentricita dráhy Zeme tvoria zložité „hodiny“, ktoré sa riadia pomerne pravidelnými cyklami. Podľa výsledkov by ďalšia doba ľadová v prirodzenom scenári nastala zhruba o 10 000 rokov, no zásahy ľudí do klímy môžu tento proces výrazne narušiť či dokonca úplne oddialiť.
