Starověké horniny odhalují skrytou změnu klimatu během období, kdy Země byla zmrzlou sněhovou koulí

I když byla Země uvězněna v globálním mrazu, její klima se mohlo neustále měnit. Starověké horniny odhalují sezónní a dekádní cykly pod ledem během období označovaného jako „Sněhová koule“ (Snowball Earth). Výzkumníci z University of Southampton objevili ve starých horninách známky toho, že se zemské klima nadále měnilo i během nejextrémnější doby ledové. Toto dramatické období nastalo během kryogenního období, před 720 až 635 miliony let. Po celá desetiletí se vědci domnívali, že klimatický systém planety se v této době v podstatě zastavil.

Mohutné ledovce postupovaly směrem k tropům a velká část zeměkoule byla ponořena v ledu. V tomto stavu se Země z vesmíru mohla podobat bílé kouli. Vzhledem k tomu, že oceány byly z velké části uzavřené, odborníci předpokládali, že výměna mezi atmosférou a oceány téměř ustala, což zabránilo krátkodobým klimatickým výkyvům po miliony let.

Nový výzkum publikovaný v časopise Earth and Planetary Science Letters však představuje jiný obrázek. Studie naznačuje, že během alespoň jednoho úseku období Snowball Earth klima nadále oscilovalo v ročním, dekádním a dokonce i staletém měřítku, což jsou vzorce, které věrně odrážejí cykly pozorované dnes.

Skotské horniny zachovávají starověké klimatické cykly
Klíčový důkaz pochází z jemně vrstevnatých sedimentárních hornin zvaných varvy (cyklické vrstvy), které se nacházejí na ostrovech Garvellach u západního pobřeží Skotska. Tyto usazeniny se vytvořily během sturtiánského zalednění (Sturtian glaciation), nejzávažnější epizody období Sněhové koule, která trvala přibližně 57 milionů let.

Thomas Gernon, profesor věd o Zemi a planetách v Southamptonu a spoluautor studie, řekl: „Tyto horniny zachovávají celou řadu klimatických rytmů, které známe dnes – roční období, sluneční cykly a meziroční oscilace – to vše funguje během Sněhové koule. To je úžasné. Říká nám to, že klimatický systém má vrozenou tendenci oscilovat, a to i za extrémních podmínek, pokud k tomu dostane sebemenší příležitost.“

Vědci zkoumali 2 600 odlišných vrstev v rámci formace Port Askaig. Každá vrstva představuje jeden rok akumulace sedimentů a vytváří tak podrobný roční záznam z hlubin času.

Vedoucí autorka studie Chloe Griffinová, výzkumná pracovnice v oblasti věd o Zemi na University of Southampton, uvedla: „Tyto horniny jsou mimořádné. Fungují jako přírodní záznamník dat, který zaznamenává meziroční změny klimatu během jednoho z nejchladnějších období v historii Země. Až dosud jsme nevěděli, zda by v těchto časových horizontech mohla během Sněhové koule existovat variabilita klimatu, protože nikdo nenašel takový záznam z doby samotného zalednění.“

Pod mikroskopem vědci zjistili, že vrstvy pravděpodobně vznikly sezónním zamrzáním a táním v klidném, hlubokém vodním prostředí pod ledem. Když analyzovali změny v tloušťce vrstev pomocí statistických metod, objevily se konzistentní opakující se cykly.

„Nalezli jsme jasné důkazy o opakujících se klimatických cyklech, které probíhají každých několik let až desetiletí,“ řekla Griffinová. „Některé z nich se velmi podobají moderním klimatickým vzorcům, jako jsou oscilace podobné El Niño a sluneční cykly.“

Krátkodobý puls v převážně zamrzlém světě
Tým zdůrazňuje, že tyto oscilace pravděpodobně nedefinovaly celou éru Sněhové Země. „Naše výsledky naznačují, že tento druh klimatické variability byl spíše výjimkou než pravidlem,“ vysvětlil profesor Gernon. „Pozadí Sněhové koule Země bylo extrémně chladné a stabilní. To, co zde vidíme, je pravděpodobně krátkodobé narušení, trvající tisíce let, na pozadí jinak hluboce zamrzlé planety.“

Aby vědci prozkoumali, jak k této variabilitě může docházet, provedli klimatické simulace. Modely ukázaly, že pokud by oceány byly zcela uzavřeny pod ledem, většina klimatických oscilací by vymizela. Pokud by však i malá část oceánského povrchu, asi 15 procent, zůstala bez ledu, interakce mezi oceánem a atmosférou by se mohly obnovit.

Minmin Fu, docent klimatologie na University of Southampton, který vedl modelovací práci, řekl: „Naše modely ukázaly, že nepotřebujete rozlehlé otevřené oceány. I omezené oblasti otevřené vody v tropech mohou umožnit fungování klimatických režimů podobných těm, které vidíme dnes, a produkovat signály zaznamenané ve skalách.“

Tato zjištění podporují myšlenku, že ačkoliv byla Země v podobě Sněhové koule z velké části zamrzlá, mohla zažívat intervaly, někdy nazývané „rozbředlá koule“ nebo rozsáhlejší stavy, kdy se dočasně objevily oblasti otevřeného oceánu.

Proč jsou ostrovy Garvellach důležité
Skotské naleziště se ukázalo jako zásadní pro rekonstrukci této starověké klimatické historie. Elias Rugen, výzkumný pracovník v Southamptonu, který posledních pět let pracoval na ostrovech Garvellach, řekl: „Tyto usazeniny patří k nejlépe zachovalým horninám z období Snowball Earth na světě. Prostřednictvím nich je možné číst klimatickou historii zamrzlé planety, v tomto případě rok po roce.“

Pochopení toho, jak Země fungovala během fáze Snowball Earth, nabízí poznatky, které sahají za hranice starověké historie.

Profesor Gernon dodává: „Tato práce nám pomáhá pochopit, jak odolný a citlivý je ve skutečnosti klimatický systém. Ukazuje, že i v těch nejextrémnějších podmínkách, jaké kdy Země zažila, by se systém mohl uvést do pohybu. To má zásadní důsledky pro to, jak planety reagují na velké poruchy, včetně těch našich v budoucnu.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/ancient-rocks-reveal-hidden-climate-motion-during-snowball-earth/

autor: František Martinek