Novinky
Na čem pracujeme: Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
Tisícileté cykly jsou důležitým faktorem ve změnách globálního pozemského prostředí. Tyto cykly vedou ke změnám úrovně zemského zalednění, jež se odráží ve výšce světového oceánu. Pracovníci ASU studovali tyto cykly a porovnávali je s cykly ve změnách parametrů oběžné trajektorie Země kolem Slunce. Vybrané oblasti spektra pak vzájemně porovnávali s cílem odhalit původce těchto cyklů.
Je již nepopiratelným faktem, že úroveň zalednění Země se v čase měnila. Dnes má sice Země relativně malé (a stále se zmenšující) ledové polární čepičky, ale v minulosti dosahovaly masy ledu od severní točny až k 50. rovnoběžce v Evropě a ještě o deset stupňů více na jih v Severní Americe. Důkazy o tom máme jak geologické, tak biologické. Vždyť ještě před desítkou tisíc let se na našem dnešním území proháněli chlupatí nosorožci, mamuti a šavlozubí tygři (o výskytu šavlozubých veverek na našem území nemáme přesvědčivé důkazy). V době největšího zalednění činila odhadovaná tloušťka ledu celé 3 km.
Voda nahromaděná v polárních ledovcích se na Zemi nevzala zvenku, ale vymrzla z pozemského oceánu. Zmíněný tříkilometrový příkrov odpovídá poklesu střední hladiny pozemského oceánu o celých 110 m. Výška světového oceánu je tedy dobrým indikátorem celkového klimatu. Zalednění mělo vliv nejen na výšku oceánu, ale celkově na cirkulaci vody na Zemi. Změnila se tedy i osová složka momentu setrvačnosti s příslušným vlivem na rychlost rotace. A právě zájem o dlouhodobý vývoj zemské rotace a její periodické změny jsou hlavní motivací práce, již představujeme.
Rekonstrukce střední výšky hladiny světového oceánu je k dispozici pro posledních 380 tisíc let. Jde o kompilaci z různých zdrojů, z nichž většina si všímá zastoupení některých izotopů (např. kyslíku), jež jsou svědky zaledňování. Není asi překvapení, že střední výška hladiny světového oceánu velice úzce koreluje s odhadem průměrné pozemské teploty, získané ze zastoupení deuteria v jádrech ledovcových vrtů z Antarktidy.
Je obecně známo, že hlavním faktorem majícím vliv na zalednění jsou tzv. Milankovičovy cykly, popsané před sto lety. Ty souvisejí s dlouhodobými změnami parametrů oběžné dráhy Země, zejména se změnou výstřednosti dráhy, sklonu rotační osy Země vzhledem k rovině ekliptiky, precesí uzlu dráhy a tzv. klimatickou precesí, jež je kombinací více parametrů dráhy. Každý z těchto jevů má své charakteristické periody. Někteří autoři však tvrdí, že orbitální změny mohou vysvětlit jen asi polovinu pozorovaných teplotních variací.
Cyril Ron a Jan Vondrák z ASU ve spolupráci s Yavorem Chapanovem z Bulharska vyšetřovali charakteristické periody přítomné v rekonstruované datové řadě popisující střední výšku světového oceánu a porovnávali je se spektrem vývoje orbitálních parametrů a množství slunečního záření. Blíže vyšetřovali sedm podezřelých oblastí period v rozsahu 2 tisíce let až 25 tisíc let (tisíc let budeme dále označovat jednotkou ka, kilo-annum). A tak zatímco periody v rozsahu 21–25 ka, 18,6–19,6 ka, 11,3–11,8 ka a 5,9–6,0 ka jsou ve velmi dobré shodě s periodami orbitálních parametrů, vývoj střední výšky světového oceánu v pásech period 7,5–7,8 ka a 2,25–3,0 ka již vykazuje přítomnost další složky, nejspíše související se sluneční aktivitou. Do posledně jmenovaného pásu period zapadá tzv. Hallstattský cyklus sluneční aktivity s délkou 2300 let.
Překvapením je pás period s délkami mezi 13–17 ka, kde je zřejmé rušení vzájemné vazby výšky světového oceánu a orbitálních parametrů dalším vlivem. Sluneční aktivita se zdá být dobrým kandidátem. Vzhledem k tomu, že rekonstrukce úrovně sluneční aktivity jsou k dispozici pouze za posledních 11 tisíc let, nelze čekat brzké potvrzení této hypotézy.
Pochopení vlivů na zalednění Země má obrovský význam, pokud jde o studium historického vývoje rotace Země a dlouhodobých změn klimatu. Postupné odhalování původu cyklických klimatických změn je tedy důležitou disciplínou a je dobře, že v ní najdeme i českou stopu.
Michal Švanda
Citace práce
Chapanov, Y., Ron, C., Vondrák, J.: Millennial cycles of mean sea level excited by Earth's orbital variations, Acta Geodyn. Geomater 12 (2015) 259-266
Kontakt: Ing. Cyril Ron, CSc., ron@ig.cas.cz