Znajdź zawartość

Naukowcy z University of Colorado Boulder wiedzą, jak rozpoczęła się i dlaczego trwała Mała Epoka Lodowcowa. Pod nazwą tą kryje się okres gwałtownego ochłodzenia klimatu Europy. W latach 1275-1300 średnie temperatury nagle się obniżyły i aż do XIX wieku, szczególnie w północnej Europie, panowały wyjątkowo srogie zimy. Jednym z symboli Małej Epoki Lodowcowej jest obraz przedstawiający mieszkańców Londynu jeżdżących na łyżwach po Tamizie. Zamarzły też kanały Holandii. Istnieją dowody, że okres ten charakteryzował się też spadkami temperatur w Chinach i Ameryce południowej, jednak najbardziej doświadczył go Stary Kontynent. W górskich dolinach szybko rozszerzające się lodowce niszczyły całe wsie i miasteczka. Dotychczas uważano, że Małą Epokę Lodowcową zapoczątkował wulkanizm, zmiany w aktywności słonecznej lub jedno i drugie. Naukowcy z Boulder nie tylko znaleźli przyczynę gwałtownego spadku temperatur w ciągu zaledwie 25 lat, ale wskazali również, dlaczego niższe temperatury utrzymały się przez kilkaset lat. Badania węglem radioaktywnym zamarzniętych roślin z Ziemi Baffina, rdzeni lodowych oraz osadów z biegunów i Islandii oraz symulacje zjawisk klimatycznych pozwoliły stwierdzić, że Mała Epoka Lodowcowa rozpoczęła się od czterech wielkich erupcji wulkanicznych, które wystąpiły w tropikach w ciągu 50 lat. Rośliny, które nagle zamarzły, a ich korzenie zostały nienaruszone wskazują, że doszło do gwałtowanego ochłodzenia w latach 1275-1300. Drugi okres nagłego spadku temperatury, wskazujący na nagłe zmiany, miał miejsce około roku 1450. Badania roślin zostały potwierdzone obserwacjami osadów z islandzkiego jeziora Langjokull. Pokazują one, że pod koniec XIII wieku warstwy wskazujące na erupcje wulkaniczne nagle stały się znacznie grubsze. Ponowne zwiększenie grubości zauważono w warstwach z XV wieku. W tych samych okresach można obserwować zwiększoną erozję powodowaną przez lodowce. To pozwoliło połączyć dane i stwierdzić, że wybuchy wulkanów ochłodziły klimat. Pozostawało jednak pytanie, dlaczego ochłodzenie trwało tak długo. Ochładzające Ziemię pyły z erupcji nie mogły przecież utrzymywać się w atmosferze przez setki lat. Naukowcy wykorzystali Community Climate System Model, do sprawdzenia wpływu nagłego ochłodzenia wywołanego wielkimi erupcjami, na klimat. Symulacje wykazały, że gwałtowne ochłodzenie północnych części Europy oraz Grenlandii mogło spowodować szybki rozrost grenlandzkich lodowców. W końcu te, znajdujące się na wschodnim wybrzeżu, dotarły do Północnego Atlantyku, gdzie zaczęły się topić. Woda z lodowców niemal nie zawiera soli, jest mniej gęsta od wody słonej. Z tego też powodu lodowce topiąc się w zetknięciu z cieplejszymi od nich wodami Atlantyku, uwalniały olbrzymie ilości zimnej słodkiej wody, która nie mieszała się z wodą oceanu. Tworzyła na jego powierzchni rodzaj zimnej kołdry. To spowodowało z kolei, że wody Atlantyku nie uwalniały ciepła w okolicach arktycznych, zatem nie ogrzewały Grenlandii. Tak powstał samopodtrzymujący się system chłodzący, dzięki któremu epoka lodowcowa trwała na długo po wygaśnięciu aktywności wulkanicznej. Nasze symulacje pokazały, że erupcje wulkaniczne mogą mieć głęboki wpływ chłodzący. Mogą rozpocząć reakcję łańcuchową tak zmieniając prądy oceaniczne i pokrywę lodową, że niższe temperatury utrzymują się przez wieki - mówi współautorka badań, Bette Otto-Bliesner. Profesor Gifford Miller, który kierował zespołem badawczym, powiedział, że na potrzeby symulacji komputerowych ustawiono stały poziom aktywności słonecznej. To pozwoliło stwierdzić, że do wywołania ochłodzenia wystarczyła sama aktywność wulkanów, ilość ciepła docierającego ze Słońca wcale nie musiała być mniejsza niż zwykle. Zdecydowano się nie uwzględniać wpływu naszej gwiazdy, gdyż, jak przypomina Miller szacunki dotyczące zmian aktywności pokazują, że jest ona niewielka. Obecnie uważa się, że w ciągu kilku ostatnich tysiącleci aktywność Słońca zmieniła się w mniejszym stopniu, niż zmienia się podczas jego 11-letniego cyklu.

Czy obserwowany od dłuższego czasu, przedłużający się okres spokoju na Słońcu może stanowić powód do niepokoju? Zdaniem astronomów - tak; jeśli aktywność plam słonecznych będzie nadal spadać, w 2016 roku znikną całkowicie, a Ziemię może czekać bardzo chłodny okres. Standardowy cykl aktywności Słońca, od maksimum do minimum trwa jedenaście lat. Tak było do niedawna, ale obecne minimum aktywności, zamiast 16 miesięcy trwa już 26. Takiego uspokojenia nie notowano od stu lat. Plamy na Słońcu to ciemne obszary o niższej temperaturze, które tworzą się, kiedy zjonizowana plazma więźnie w pułapce wytryskującego pola magnetycznego, nie zatrzymując ciepło pod powierzchnią. Wraz ze spadkiem aktywności pola magnetycznego plam pojawia się mniej. Matthew Penn i William Livingston, astronomowie z amerykańskiego National Solar Observatory (NSO) w Tucson, Arizonie, wykorzystali opracowaną przez siebie metodę do pomiarów słonecznego pola magnetycznego przy użyciu spektrografii podczerwonej. Mierząc odległość pary linii absorpcyjnych atomów żelaza można je dokładnie ocenić - im większy dystans, tym większe natężenie pola. Średnia siła pola magnetycznego powodującego plamy słoneczne spadła od 1990 roku - czyli od początku pomiarów - z 2700 Gausów do 2000 Gausów. Jeśli uspokajanie się Słońca będzie nadal trwało w tym tempie, do 2016 roku siła pola magnetycznego spadnie do 1500 Gausów, przy tej wartości nowe plamy słoneczne w ogóle przestaną się pojawiać. Nie jest to szczególna nowość, ani rzadkość w skali naszej gwiazdy, niemal całkowite ustanie tworzenia się plam słonecznych obserwowano w latach 1645 - 1715. Zbiegło się to z okresem dużego ochłodzenia klimatu w Europie, czyli tak zwaną Małą Epoką Lodowcową. Sami autorzy badań ostrzegają jednak przed nadmiernym ufaniem wynikom badań. Technika ta jest nowa (i może zaniżać moc słonecznego magnetyzmu, jak uważają niektórzy naukowcy), nie można także ocenić, czy siła pola będzie nadal spadać, jak długo i kiedy zacznie rosnąć, co może nastąpić w każdej chwili.

Po raz pierwszy od niemal 100 lat przez cały miesiąc na Słońcu nie zaobserwowano żadnych plam. To oznaka spadku aktywności słonecznej, który może mieć wpływ na klimat naszej planety. Wielu klimatologów uważa bowiem, że pole magnetyczne gwiazdy jest ważnym czynnikiem wpływającym na klimat. Dane na temat plam na Słońcu są zbierane od 1749 roku. Po raz ostatni miesiącem, w którym nie pojawiły się żadne plamy był czerwiec 1913 roku. Podczas szczytu aktywności naszej gwiazdy w ciągu miesiąca można zaobserwować nawet ponad 100 plam. Gdy aktywność spadnie, pojawiają się tylko pojedyncze plamy. Cykle trwają 11 lat. Obecny cykl zaczyna się wyjątkowo spokojnie. W ciągu pierwszych siedmiu miesięcy bieżącego roku obserwowano średnio 3 plamy miesięcznie. W sierpniu nie pojawiła się ani jedna. Ten słoneczny spokój zadziwił astronomów. Jednak, jak się okazuje, nie wszystkich. Już przed trzema laty dwójka naukowców z National Solar Observatory w Tucson usiłowała opublikować w piśmie Science artykuł, w którym stwierdzono, że w ciągu 10 lat plamy słoneczne w ogóle znikną. Wówczas zostali wyśmiani, a artykułu nie wydrukowano. Teraz William Livingston, jeden z niefortunnych autorów, mówi, że o ile w 2005 roku być może było zbyt mało danych na poparcie twierdzeń o zanikaniu plam słonecznych, obecnie jest ich znacznie więcej. Zmniejszenie liczby plam na Słońcu miało już miejsce trzykrotnie podczas ostatniego tysiąclecia. Dochodziło wówczas do tzw. "małych epok lodowcowych". Okresy te znane są jako minimum Sporera (1420-1570),minimum Maundera (1645-1715) i minimum Daltona (1790-1830). Obecnie trudno przewidzieć, co dla Ziemi będzie znaczyła mniejsza liczba plam na Słońcu. Niewykluczone jednak, że sama natura powstrzyma globalne ocieplenie i zamiast niego w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat rozpocznie się kolejna mała epoka lodowcowa. To z kolei może mieć negatywny wpływ na rolnictwo i wyżywienie ludzkości.