Наукова команда, результати роботи якої опубліковані в журналі Nature Communications, представила комплексний аналіз кліматичних аномалій епохи Голоцену. Дослідники встановили, що за останні 11 700 років Земля пережила 22 масштабні похолодання, і в більш ніж 80 відсотків випадків їхня хронологія точно збігалася з періодами потужних вулканічних вивержень. Для реконструкції картини вчені відновили хронологію 51 великого виверження за 12 000 років і зіставили її з зафіксованими в геологічних архівах періодами розширення гірських льодовиків. Збіг виявився статистично значущим: просування льоду в переважній більшості випадків припадало на часовий інтервал, що безпосередньо наступав за вулканічною подією.
Попіл не головний: чому сірка визначає тривалість похолодання
Ключовий висновок роботи полягає в тому, що звичне уявлення про вулканічний попіл як про головний кліматичний фактор є спрощенням. Попіл осідає на поверхню відносно швидко і чинить лише короткочасний вплив. Істинним «рушійним двигуном» тривалих похолодань, за даними дослідників, є викид сірки в верхні шари атмосфери — у стратосферу. Сірчані аерозолі, потрапляючи на цю висоту, ефективно відбивають сонячне світло і запускають первинне охолодження поверхні. При цьому самі сірчані частинки вимиваються з атмосфери за кілька років, проте система вже встигає перейти в новий стан, який підтримує низькі температури протягом десятиліть і навіть століть.
Каскадний механізм: від стратосфери до зміщення дощових поясів
Вчені описали багаторівневий сценарій, за яким розгортається тривале похолодання. На першому етапі сірка потрапляє в стратосферу і різко знижує температуру в Північній півкулі. На другому — площа арктичного морського льodu зростає: світла поверхня льоду відбиває ще більше сонячних променів, посилюючи ефект охолодження. Третій етап пов'язаний зі зміною океанічних течій: розширення льоду блокує теплообмін між океаном і атмосферою і уповільнює циркуляцію води в Північній Атлантиці. На четвертому етапі тропічний пояс опадів зміщується на південь, що призводить до тривалого посушливого і холодного клімату на півночі. Саме інерція океану і морського льоду, що реагують на порядок повільніше, ніж атмосфера, забезпечує «пам'ять» системи і дозволяє гірським льодовикам значно розширюватися.
Історичні прецеденти: Самалас і Тамбора
Дослідники надали конкретні історичні приклади, що підтверджують описаний механізм. Найяскравіше він проявився після виверження вулкана Самалас у 1257 році — одного з найпотужніших за останні тисячоліття, — а також після виверження Тамбори в 1815 році, наслідки якого призвели до так званої «року без літа» 1816-го. В обох випадках викид сірки в стратосферу запустив каскад кліматичних змін, зафіксованих в історичних і палеокліматичних записах.
Чому прогноз для сучасності залишається невизначеним
Попри ясність механізму в умовах «природного» клімату Голоцену, вчені застерігають від прямих екстраполяцій на сучасність. Антропогенне глобальне потепління і зміна складу атмосфери зробили сучасний клімат суттєво відмінним від того, в якому формувалися описані закономірності. Поки невідомо, чи зможе потужне виверження в XXI столітті зупинити тренд потепління, чи лише тимчасово збить глобальну температурну динаміку, після чого система повернеться до наростаючого нагрівання. Ця питання, за оцінкою авторів, залишається відкритим і потребує подальших досліджень з урахуванням поточних антропогенних факторів.
