Stratifiering i Tibets sediment. Klimatvariationer återspeglas i färgvariationer där det röda sedimentet typiskt indikerar ett blötare klimat och det vita indikerar ett torrare klimat. "Du kan bokstavligen gå fram tiden när du provar sedimentet, " säger Garzione. Kredit:Qingquan Meng
Den tibetanska platån i Kina upplever det starkaste monsunsystemet på jorden, med kraftiga vindar – och åtföljande intensiva regn under sommarmånaderna – orsakade av ett komplext system av globala luftcirkulationsmönster och skillnader i yttemperaturer mellan land och hav.
Dessa extrema vädermönster gör detta område till en idealisk plats för klimatforskare att studera det känsliga sammanlänkade nätet av det globala klimatsystemet.
Carmala Garzione, professor i jord- och miljövetenskap vid University of Rochester, och Junsheng Nie, en gästforskare vid universitetet, undersökte sedimentprover från den norra tibetanska platåns Qaidam-bassäng och kunde konstruera paleoklimatcykelrekord från den sena miocenperioden av jordens historia, som varade för cirka 11 till 5,3 miljoner år sedan. De publicerade nyligen sina resultat i Vetenskapens framsteg .
Att rekonstruera tidigare klimatrekord kan hjälpa forskare att fastställa både naturliga mönster och hur framtida glaciala händelser och utsläpp av växthusgaser kan påverka globala system.
Baserat på tidigare forskning om iskärna, marin, och sedimentregister, forskare fastställde att för de senaste 800, 000 år, Istider på norra halvklotet – där stora delar av Nordamerika, Europa, och Asien är täckt av tjocka isskivor – inträffade ungefär var 100:e, 000 år. Före den perioden, istider förekom oftare, på cykler på 41, 000 år, och forskare trodde att detta var normen.
Med hjälp av sedimentproverna från Qaidambassängen, Nie och Garzione visar att de östasiatiska monsunmönstren i slutet av miocen också följer liknande 100, 000 års cykler, med starkare monsuner som toppar på 100, 000 år och avtagande i perioderna däremellan. Detta avslöjar en mer än 6 miljoner tidigare debut av dessa 100, 000 års cykler än vad som tidigare dokumenterats.
"Folk har tänkt att de 100, 000 års cykel var en senare kvartär [dagens] klimatanomali, "Nie säger. "Men från våra resultat, vi ser att det inte är en anomali, det fanns många år tidigare."
Flera faktorer påverkar dessa cykler, men de bestäms i slutändan av orbital forcering – solens strålning som tas emot av jorden på grund av variationer i jordens omloppsbana i solsystemet. Det finns tre typer av variationer som inträffar samtidigt, känd som Milankovitch-cyklerna:
"Var och en av dessa faktorer påverkar inkommande solstrålning och hur jorden absorberar värme, säger Garzione.
Mysterier kvarstår eftersom excentricitet är den svagaste cykeln, så borde logiskt sett inte vara den dominerande cykeln för klimathändelser. Det är inte bara solljus som spelar en roll i dessa cykler, men påverkan av glaciärer och atmosfärisk koldioxid.
Under de senaste en miljon åren, vaxningen och avtagandet av istäcken på norra halvklotet – främst de i Kanada – har kontrollerat klimatcyklerna, genom att påverka havsströmmar, temperaturer, och vindmönster. Isen på södra halvklotet i Antarktis har förblivit relativt fixerad, utan någon större glacial smältning för att katalysera framryckningar och reträtter.
Under sen miocen, det här var motsatsen, med is i Antarktis på södra halvklotet som växer och avtar. Nie och Garzione antyder att det fluktuerande antarktiska istäcket i slutet av miocen, vid en tidpunkt då det var minimalt med is på norra halvklotet, utövade den dominerande kontrollen på 100, 000 års cykler observerade i Qaidam Basin-rekordet.
"Om en halvklot ser stora framsteg och reträtter i inlandsisar, det är då vi kommer in i det här mönstret med 100, 000 års cykler dominerar, " säger Garzione. "Frågan är, kommer vi att pressa koldioxiden tillräckligt högt i framtiden så att norra halvklotet förblir isfritt och framryckningarna och reträtterna börjar igen med inlandsisarna på södra halvklotet."
Om så är fallet, inlandsisen på södra halvklotet kan återigen utöva ett dominerande inflytande på klimatcyklerna.
