Климат юга Сибири в последние 2,5 тыс лет зависел от температуры воды в Северной Атлантике
Когда ученые сопоставили полученную летопись с данными о температуре поверхности воды в Северной Атлантике, выяснилось, что влажные периоды в Сибири совпадали с потеплением Атлантики, а засушливые — с ее похолоданием.
Источник: Владимир Никитенок / Из личного архива. Исследователи берут образцы донных отложений из озера Шира в зимнее время.
МОСКВА, 26 марта. /Новости науки/. Ученые реконструировали историю изменений климата на территории юга Сибири за последние 2,5 тысячи лет и впервые показали, что количество осадков в Северной и Центральной Азии зависело не только от местных условий, но и от температуры воды в Северной Атлантике. По мнению исследователей, это открытие поможет точнее прогнозировать будущие климатические изменения и их влияние на водные ресурсы Евразии, сообщает пресс-служба РНФ.
«Такая связь объясняется атмосферной циркуляцией: когда поверхность воды в Северной Атлантике теплая, в этом регионе появляются значительные колебания атмосферного давления, которые приводят к усилению западных ветров. Те, в свою очередь, переносят больше влаги в глубь Евразии, вплоть до Сибири. Похолодание в Атлантике, наоборот, ослабляет перенос влаги, что приводит к более сухим периодам в Азии. Эта связь доказывает, что при построении климатических моделей для какого-либо региона важно учитывать не только локальные, но и глобальные процессы», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта, поддержанного грантом РНФ, доктора географических наук, главного научного сотрудника Института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН Елены Безруковой.
Как отмечают ученые, особенно важно строить климатические модели для регионов с небольшим количеством осадков, где даже слабые изменения температуры и влажности могут резко сказаться на доступности воды. К таким территориям относятся Центральная и Северная Азия, включая юг Сибири.
Например, в Хакасии выпадает примерно вдвое меньше осадков, чем в Москве. При этом до сих пор не было надежных данных о том, какие факторы управляли климатом этого региона на протяжении последних тысячелетий и как именно менялись влажные и засушливые периоды.
Чтобы восстановить эту картину, исследователи из Института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН в составе международного коллектива изучили донные отложения озера Шира в Хакасии. Именно озерные отложения считаются одной из самых точных природных «летописей» климата, поскольку в них сохраняются следы изменений среды, накапливавшиеся слой за слоем на протяжении тысячелетий.
Ученые смогли впервые надежно датировать эти отложения и установили, что возраст самых древних из исследованных слоев достигает почти 2500 лет. В озере Шира, расположенном в неглубокой межгорной впадине, в течение длительного времени накапливались минеральные взвеси, принесенные рекой Сон, ветром и ручьями, а также химические осадки и органическое вещество.
Далее исследователи проанализировали минеральный и химический состав донных слоев, размеры частиц, а также содержание органического и неорганического углерода. Это позволило проследить, как менялся характер осадконакопления и связать его с влажностью климата.
Анализ показал, что на протяжении последних 2500 лет режим накопления отложений резко менялся примерно каждые несколько сотен лет. Ученые связали эти изменения с колебаниями уровня воды в озере и, соответственно, с чередованием более влажных и более засушливых периодов.
Во влажные эпохи в отложениях преобладали минералы, принесенные впадающей в озеро рекой Сон и небольшими ручьями, которые активно подпитывали водоем. В засушливые периоды уровень воды снижался, озеро мелело, соленость возрастала, а на дне откладывалось больше карбонатов кальция.
Один из хорошо различимых периодов сильного обмеления пришелся на 1870–1930 годы. В это время уровень озера был примерно на 7 м ниже современного.
Когда ученые сопоставили полученную летопись с данными о температуре поверхности воды в Северной Атлантике, выяснилось, что влажные периоды в Сибири совпадали с потеплением Атлантики, а засушливые — с ее похолоданием.
По мнению исследователей, это означает, что климат юга Сибири зависит не только от процессов внутри самого региона, но и от глобальных изменений в системе атмосферной циркуляции.
Авторы считают, что результаты работы помогут точнее оценивать будущие изменения водного режима в Евразии, что особенно важно для сельского хозяйства, промышленности, водоснабжения и сохранения биоразнообразия.
В дальнейшем ученые планируют изучить более глубокие слои отложений озера Шира, возраст которых, по предварительным данным, превышает 5500 лет. Это позволит восстановить историю климата и растительности Минусинской котловины на еще более длительном интервале, а также точнее понять условия жизни человека в этом регионе начиная со скифского времени.
В исследовании участвовали сотрудники Института земной коры СО РАН, Свободного университета Берлина и Германского археологического института.
Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда, опубликованы в журнале Global and Planetary Change.
«Такая связь объясняется атмосферной циркуляцией: когда поверхность воды в Северной Атлантике теплая, в этом регионе появляются значительные колебания атмосферного давления, которые приводят к усилению западных ветров. Те, в свою очередь, переносят больше влаги в глубь Евразии, вплоть до Сибири. Похолодание в Атлантике, наоборот, ослабляет перенос влаги, что приводит к более сухим периодам в Азии. Эта связь доказывает, что при построении климатических моделей для какого-либо региона важно учитывать не только локальные, но и глобальные процессы», — приводятся в сообщении слова руководителя проекта, поддержанного грантом РНФ, доктора географических наук, главного научного сотрудника Института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН Елены Безруковой.
Как отмечают ученые, особенно важно строить климатические модели для регионов с небольшим количеством осадков, где даже слабые изменения температуры и влажности могут резко сказаться на доступности воды. К таким территориям относятся Центральная и Северная Азия, включая юг Сибири.
Например, в Хакасии выпадает примерно вдвое меньше осадков, чем в Москве. При этом до сих пор не было надежных данных о том, какие факторы управляли климатом этого региона на протяжении последних тысячелетий и как именно менялись влажные и засушливые периоды.
Чтобы восстановить эту картину, исследователи из Института геохимии имени А.П. Виноградова СО РАН в составе международного коллектива изучили донные отложения озера Шира в Хакасии. Именно озерные отложения считаются одной из самых точных природных «летописей» климата, поскольку в них сохраняются следы изменений среды, накапливавшиеся слой за слоем на протяжении тысячелетий.
Ученые смогли впервые надежно датировать эти отложения и установили, что возраст самых древних из исследованных слоев достигает почти 2500 лет. В озере Шира, расположенном в неглубокой межгорной впадине, в течение длительного времени накапливались минеральные взвеси, принесенные рекой Сон, ветром и ручьями, а также химические осадки и органическое вещество.
Далее исследователи проанализировали минеральный и химический состав донных слоев, размеры частиц, а также содержание органического и неорганического углерода. Это позволило проследить, как менялся характер осадконакопления и связать его с влажностью климата.
Анализ показал, что на протяжении последних 2500 лет режим накопления отложений резко менялся примерно каждые несколько сотен лет. Ученые связали эти изменения с колебаниями уровня воды в озере и, соответственно, с чередованием более влажных и более засушливых периодов.
Во влажные эпохи в отложениях преобладали минералы, принесенные впадающей в озеро рекой Сон и небольшими ручьями, которые активно подпитывали водоем. В засушливые периоды уровень воды снижался, озеро мелело, соленость возрастала, а на дне откладывалось больше карбонатов кальция.
Один из хорошо различимых периодов сильного обмеления пришелся на 1870–1930 годы. В это время уровень озера был примерно на 7 м ниже современного.
Когда ученые сопоставили полученную летопись с данными о температуре поверхности воды в Северной Атлантике, выяснилось, что влажные периоды в Сибири совпадали с потеплением Атлантики, а засушливые — с ее похолоданием.
По мнению исследователей, это означает, что климат юга Сибири зависит не только от процессов внутри самого региона, но и от глобальных изменений в системе атмосферной циркуляции.
Авторы считают, что результаты работы помогут точнее оценивать будущие изменения водного режима в Евразии, что особенно важно для сельского хозяйства, промышленности, водоснабжения и сохранения биоразнообразия.
В дальнейшем ученые планируют изучить более глубокие слои отложений озера Шира, возраст которых, по предварительным данным, превышает 5500 лет. Это позволит восстановить историю климата и растительности Минусинской котловины на еще более длительном интервале, а также точнее понять условия жизни человека в этом регионе начиная со скифского времени.
В исследовании участвовали сотрудники Института земной коры СО РАН, Свободного университета Берлина и Германского археологического института.
Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда, опубликованы в журнале Global and Planetary Change.
