Den a noc, stejně jako roční období, jsou způsobeny otáčením Země kolem vlastní osy a kolem Slunce, přičemž obě osy otáčení nejsou rovnoběžné. Tato „šikmost Země“ má sama o sobě vliv na srážky.
Někdy je příliš sucho, jindy příliš vlhko: měnící se množství srážek a vlhkost vzduchu však nezávisí pouze na počasí. Jak ukazují vědci z Leibnizova institutu pro výzkum Baltského moře ve Warnemünde (IOW) ve své nové studii, rozhodující roli hraje také sklon zemské osy – šikmost Země.
To, jak se tato situace měnila v minulosti Země a jaké to mělo důsledky, je důležitým předpokladem pro to, abychom mohli lépe odhadnout budoucí změny zemského hydroklimatu a zohlednit je při modelování.
Vědci pod vedením Jérôma Kaisera zjistili, že se vlhkost vzduchu v průběhu posledních 50 000 let měnila, a to na základě zkoumání jader mořských sedimentů odebraných u pobřeží Chile.
Neviditelný indikátor
Výzkumníci v oblasti klimatu se neustále snaží co nejspolehlivěji modelovat budoucí scénáře, přičemž hydroklima je důležitým ovlivňujícím faktorem. Hydroklima zahrnuje souhrn všech dlouhodobých meteorologických jevů v dané oblasti, které určují množství srážek a vlhkost vzduchu.
„Pochopení hydroklimatu regionu nebo jeho modelování do budoucna je všechno, jen ne triviální a je spojené s velkými nejistotami. Je to proto, že je výsledkem mimořádně složité souhry mnoha faktorů,“ vysvětluje Jérôme Kaiser. „Analýza změn zemského klimatu hluboko do minulosti může pomoci rozpoznat zákonitosti a určit tak důležité ovlivňující faktory,“ pokračuje výzkumník v oblasti paleoceánografie a paleoklimatu.
Kaiser a jeho kolegové z Institutu Alfreda Wegenera, univerzity v Brémách a dvou chilských univerzit tak učinili ve své nové studii. Díky analýze několika sedimentárních jader z jižního Pacifiku se jim podařilo nahlédnout do paleoklimatické minulosti.
„Mořské sedimenty, které se ukládají po tisíce let ve vrstvách, jež lze velmi snadno datovat, jsou vynikajícími archivy, z nichž můžeme pomocí určitých indikátorů – tzv. environmentálních proxy – rekonstruovat minulé environmentální podmínky na Zemi,“ vysvětluje Kaiser.
Kaiserův výzkumný tým se zaměřil zejména na jednu hodnotu: obsah deuteria. Deuterium je přirozeně se vyskytující izotop vodíku v listových voscích suchozemských rostlin. „Víme, že různé hodnoty vypovídají mnohé o srážkových podmínkách v dané oblasti, o množství a intenzitě srážek, a dokonce i o tom, odkud pochází vlhkost, z níž se srážky vytvořily,“ říká Kaiser.
Znovu každých 23 000 let
Podle vědců lze z vrtných jader vyčíst jasné zákonitosti týkající se zdrojů vlhkosti a srážek. To je pozoruhodné, protože období 50 000 let, od pleistocénu do postglaciálu holocénu, se vyznačovalo chladnými a teplými obdobími, a tedy silně se měnícím klimatem.
Na jihu Chile byly a jsou zřejmě hlavním zdrojem srážek subantarktické západní větry, zatímco ve středních zeměpisných šířkách Chile pochází mnoho srážek také ze subtropů. Množství srážek, které do obou oblastí z těchto zdrojů přichází, však podléhá v průběhu tisíciletí značným dlouhodobým výkyvům.
„Zvláště zajímavé pro nás bylo, že kolísání množství a intenzity srážek se řídilo nápadnými časovými cykly, které se projevily až díky dlouhému období, které pokrývají jádra sedimentů: v centrálním Chile je délka cyklu 23 000 let, zatímco v jižním Chile 41 000 let,“ zdůrazňuje Jérôme Kaiser.
Tyto časové vzorce optimálně korelují s časovými cykly přirozených změn oběžné dráhy Země kolem Slunce: v průběhu jevu zvaného precese, který koreluje s kratším cyklem srážek ve středním Chile, prochází zemská osa kuželovitým rotačním pohybem a mění tak orientaci Země vůči Slunci.
Kromě toho se Země naklání, což je známé jako „jev náklonu zemské osy“. To také ovlivňuje orientaci Země vůči Slunci a koreluje s delším časovým cyklem srážek v jižním Chile.
„Oba orbitální jevy ovlivňují ‚sklon‘ Země vůči Slunci a tím i intenzitu slunečního záření, které dopadá do různých oblastí Země. A to má zase vliv na větry, které přenášejí vlhkost a déšť,“ říká Kaiser.
Šikmost Země s důsledky
Vědci již dlouho tuší, že kolísání oběžné dráhy má také klimatické důsledky, a snaží se je zohlednit v regionálních klimatických modelech.
„Naše studie však poprvé ukázala […], že hydroklima středních zeměpisných šířek Chile je významně řízeno na orbitálních časových škálách. A hydroklimatické extrémy v jižní části středního Chile, jako jsou velmi vysoké úhrny srážek během poslední doby ledové a výrazné sucho na počátku holocénu, lze v důsledku toho také věrohodně vysvětlit,“ shrnuje Jérôme Kaiser.
Výzkumník z Warnemünde má však podezření, že extrémní počasí není způsobeno výhradně zemskými svahy. Je třeba „lépe porozumět výkyvům, které podléhají i přírodním vlivům, a také vzít v úvahu, že přírodní a člověkem způsobené výkyvy se mohou ve svém účinku sčítat. To platí i pro severní a střední Evropu, kde má proměnlivá dráha Země přirozeně také vliv na klima“, uvádějí vědci.
Studie byla zveřejněna 29. srpna 2024 v časopise „Nature Communications“.
–etg–
