Океанологи из Вашингтонского университета использовали подсказки с Галапагосских островов — точки посреди Тихого океана — чтобы проследить закономерности Эль-Ниньо и сезонные тропические дожди за последние 2000 лет. Факты свидетельствуют о сдвигах, которые продолжаются веками, предполагая, что эти тропические климатические модели менялись более радикально и на более длительный срок, чем считалось ранее.
Исследование опубликовано 14 марта 2016 г. в Трудах Национальной академии наук.«Это одна из наиболее репрезентативных записей изменений количества осадков в восточной части Тихого океана, и она хорошо объясняет сезонный диапазон тропических дождей и динамику Эль-Ниньо», — сказал первый автор Дэниел Нельсон, который проводил исследование для своей докторской степени в UW. океанография.«Мы хотим понять не только то, менялись ли осадки в прошлом, но и почему», — добавил он. «Если мы сможем понять механизмы, вызвавшие эти изменения, то сможем лучше предсказать, как осадки могут измениться в будущем».
В июне 2008 года Нельсон собирал отложения в трех озерах на окраине острова Исабела, самого большого острова в галапагосской цепи у Эквадора. Остров расположен прямо на экваторе, на уровне моря и вдали от любой большой возвышенности, так что происходящее является хорошим индикатором того, что происходит в обширных тропических районах Тихого океана.Он изучил останки двух организмов — микроскопические водоросли и восковой налет на листьях мангрового дерева — чтобы понять, сколько осадков выпало в прошлом.
Форма атомов водорода, сохранившаяся в молекулах, оставленных этими организмами в отложениях, отслеживает интенсивность дождя. (Когда тропические осадки более интенсивны, капли дождя содержат больше более легкой формы водорода.) Простое измерение количества осадков может отследить либо силу Эль-Ниньо, либо зону межтропической конвергенции, глобальную атмосферную особенность, связанную с пассатами, которые каждый год перемещается на север и юг, принося на свой путь проливные дожди и сезонные наводнения.Таким образом, исследователи также искали доказательства уровня моря в прошлом, который меняется гораздо больше с Эль-Ниньо, чем с зоной межтропической конвергенции. Химические признаки в мангровых зарослях и водорослях также могут сказать, насколько соленой была вода, что показывает, поднимало ли Эль-Ниньо местный уровень моря и заставляло ли больше морской воды просачиваться в прибрежные водно-болотные угодья.«Этот новый подход — первая количественная реконструкция этих параметров тропического климата, а не просто сказать, что он был« более влажным »или« более сухим », — сказал соавтор Джулиан Сакс, профессор океанографии из Университета штата Вашингтон. «Предоставляя исторические климатологические данные, мы сможем моделировать будущие изменения тропического климата».
Результаты показывают, что с начала рекорда 2000 лет назад до 1400 года большинство изменений количества осадков на острове действительно были связаны с Эль-Ниньо.Запись также показывает долгосрочные сдвиги.
Более сильные осадки в местах исследования с 0 по 400 год, а также во время средневекового теплого периода в Европе, как раз перед Малым ледниковым периодом, примерно с 800 по 1300 год, вероятно, были вызваны многовековым усилением Эль-Ниньо.«Эта запись показывает, что в прошлом в этой области наблюдались довольно большие изменения в количестве осадков Эль-Ниньо, и что мы можем ожидать больших изменений в будущем», — сказал Нельсон.
Но во время Малого ледникового периода, периода примерно с 1400 по 1850 год, когда температуры в Европе были более низкими и многие ледники Земли расширялись, самые большие изменения произошли из-за смещения зоны межтропической конвергенции на юг.Недавние исследования показали, что положение зоны межтропической конвергенции и связанных с ней осадков и засухи связано с температурным балансом между северным и южным полушариями.«Это согласуется с тем, что мы понимаем об изменениях в ITCZ, что она могла быть расположена дальше на юг, когда в Северном полушарии было прохладнее», — сказал Нельсон.
Эти образцы дополняют другие морские записи, такие как кораллы и морские ракушки, которые предоставляют подробные записи за короткий период времени, и глубоководные отложения, которые сохраняют тысячелетнюю историю, но которые труднее определить с точностью.«Эти записи озерных отложений являются хорошим дополнением, потому что они как бы перекрывают пробел», — сказал Нельсон, который сейчас работает постдокторантским исследователем в Базельском университете в Швейцарии.
Этой зимой Сакс получил грант быстрого реагирования от Национального научного фонда для измерения воздействия на озера Галапагосских островов первого сильного явления Эль-Ниньо за 18 лет. В январе Нельсон и Алисса Этвуд, еще одна бывшая аспирантка из UW в группе Сакса, установили датчики и собрали образцы.
Наблюдения будут использоваться для более точного воссоздания исторических климатических сдвигов. Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований.