Egymillió évvel ezelőtt valami komoly átalakulás történt a Földön: az addigi 41 ezer éves eljegesedési ciklusok meghosszabbodtak, és jóval tartósabb és keményebb jégkorszakok köszöntöttek a bolygóra. De vajon mi okozhatta a közép-pleisztocén átmenetet?

Megmagyarázhatatlan jelenség váltotta ki a hosszú lehűléseket

Nagyjából 1 millió éve jelentős átalakulás történt bolygónk klímájában: az éghajlat egyszeriben másképp kezdett reagálni a Nap körüli pályánkban beálló változásokra. A nagyszabású klimatikus átrendeződést közép-pleisztocén átmenetnek, vagy az angol Mid-Pleistocene Transition alapján MPT-nek szokás nevezni. Az MPT előtt a hidegebb glaciális és melegebb interglaciális időszakok 41 ezer éves periódusidővel váltakoztak.

Pleisztocén tájkép a Würm-galciális, az utolsó nagy eljegesedés idejénForrás: Wikimedia Commons

Az MPT-t követően azonban a glaciálisok valamiért intenzívebbé váltak, olyannyira, hogy a lehűlés nyomán kialakuló jégtakaró akár 100 ezer évig is fennmaradhatott az északi féltekén. Ekkor állt be a jégkorszakoknak az az új periodikus ritmusa, amely egészen a történelmi időkig érvényben volt.

A tudósok régóta törik a fejüket azon, vajon mi okozhatta ezt az átrendeződést.

Az egyik felmerülő lehetséges magyarázat az ún. Milankovitch-ciklusokkal függ össze. A Milankovitch-jelenséget az okozza, hogy a Föld Nap körüli pályája és orientációja ciklikusan változik, ami befolyásolja a bolygónk által elnyelt napenergia mennyiségét.

Az északi jégtakaró helyzete az utolsó eljegesedési periódus, a Würm-glaciűlis idejénForrás: Wikimedia Commons

A szakma egyetért abban, hogy évmilliókig ez a jelenség volt a hidegebb és melegebb időszakok váltakozásának hajtórugója. Azonban a kutatások kimutatták, hogy egymillió évvel ezelőtt semmilyen lényeges törés nem következett be a Milankovitch-ciklusokban, ezért az MPT hátterében valami másnak kellett állnia.

Teljesen másként viselkedett az észak-atlanti régió

Az MPT-vel egyidőben a földfelszíni hőt újraelosztó óceáni áramlatok egyik nagyléptékű rendszere jelentősen meggyengült. Ez a rendszer, amely az Atlanti-óceánon keresztül hőt szállít észak felé, az Atlanti Meridionális Áramlási Rendszer (Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC) névre hallgat. Vajon ennek a rendszernek a lelassulása összefüggésben állt az eljegesedések meghosszabbodásával, és ha igen, miért és hogyan? A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban frissen megjelent közlemény ezekre a régóta nyitott kérdésekre kínál választ.

Így festett az európai jéghatár 20 000 évvel ezelőtt az utolsó glaciális idejénForrás: Wikimedia Commons / Ulamm

A kutatók a déli és északi atlanti-óceáni tengerfenékről fúrással kiemelt kőzethengereket elemeztek. A mintákat olyan helyekről vették, ahol az ősi mélységi vízáramok elhaladtukban kémiai nyomokat hagytak maguk után. „Azt találtuk, hogy az észak-atlanti régió közvetlenül az áramlási rendszer összeomlása előtt nagyon másképp viselkedett, mint a medence többi része" – mondta el Maayan Yehudai, aki a Columbia Egyetem Lamont-Doherty Földtani Obszervatóriumának doktoranduszaként vett részt a munkában.

A gyapjas orrszarvú (Coelodonta antquitatis) a Würm-galciális idején Európában is elterjedt fajnak számítottForrás: What is an Animal

Az óceáni áramlásrendszer összeomlása előtt az északi félteke jégpáncélja elkezdett erősebben kapaszkodni az alatta húzódó kőzetágyhoz.

Ettől a gleccserek vastagabbra híztak, mint korábban,

s ez végső soron az addigiaknál erőteljesebb globális lehűléshez és az atlanti áramlat meggyengüléséhez vezetett. Yehudai modellje szerint ez magyarázza mind a zordabb jégkorszakokat, mind a ciklus elnyúlását.

Ettől hízhatott extrém nagyra az északi jégtakaró

A mostani eredmények megerősíteni látszanak azt a hosszú ideje vitatott feltevést, miszerint a korábbi jégkorszakok fokozatosan lehántották a csúszós kontinentális talajokat, így a jégtakarónak módja volt a régebbi és keményebb kristályos kőzetágyhoz tapadni, ami erősebben megtartotta, így a jégpáncél vastagabbra és stabilabbra nőhetett. Az adatok arra mutatnak, hogy ez a növekedés és stabilizáció, amely közvetlenül megelőzte az AMOC meggyengülését, átformálta a teljes földgolyó éghajlatát.

Szélsőségesebbé vált a lehülés a középső pleisztocéntőlForrás: Ancient Earth

„Kutatásunk az egyik kulcsfontosságú kérdést oldja meg a glaciális ciklusok megindulása óta bekövetkezett legnagyobb klímaváltozással kapcsolatban – szögezte le Yehudai.

Ez volt a földtörténet egyik legjelentősebb éghajlati átmenete, mégsem értjük kellőképpen a miértjét és mikéntjét.

- Felfedezésünk az északi féltekét jelöli meg a változás kiindulópontjának, egész pontosan az ott kifejlődött jégtakarót, amely a földi klímát a ma is megfigyelhető mintázat irányába terelte. Munkánk tehát fontos lépés az MPT okainak és eredetének feltárása felé, és hangsúlyozza az észak-atlanti régió és az ottani óceáni körforgás jelentőségét a jelenlegi és jövőbeni klímaváltozásban."