Вчені розкрили причини тисячолітніх посух у Північній Америці

Нове дослідження науковців з Гельсінського університету, проведене у співпраці з американськими, німецькими та шведськими дослідниками, пропонує переконливе пояснення спустошливих посух, що відбувалися в Північній Америці тисячі років тому. Дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, зосереджується на періоді голоцену — теплому кліматичному періоді після останнього льодовикового періоду.

Дослідники використали унікальний підхід до вивчення цього питання. Вони проаналізували зразки викопного пилку, зібрані протягом останніх десятиліть у численних місцях Північної Америки. За допомогою комп'ютерного алгоритму, заснованого на машинному навчанні, вчені змогли відтворити коливання рівнів вологості протягом голоцену.

Й. Сакарі Салонен, науковий співробітник Академії Фінляндії при кафедрі геонаук та географії Гельсінського університету, який очолив дослідження, підтвердив, що рівень вологості протягом тисяч років був постійно нижчим за сучасний. Проте різні частини Північної Америки мали різну історію посух.

«Сухі умови спочатку з'явилися на північному сході США та прилеглих регіонах Канади, які сьогодні є одними з найвологіших регіонів Північної Америки. Тут ми спостерігаємо пік посухи вже 11 000 років тому», — пояснює Салонен.

Згодом посуха перемістилася на захід. У середині континенту, де зараз розташований сучасний регіон прерій, найсильніша посуха спостерігалася приблизно 7 000 років тому, тобто на тисячі років пізніше, ніж на атлантичному узбережжі. До цього часу атлантичне узбережжя вже ставало вологішим, наче вся кліматична аномалія, що спричинила тисячолітню посуху, почала мігрувати на захід.

Брайан Шуман, співавтор дослідження з Університету Вайомінга, наголошує: «Дані за останні 11 000 років показують, що водопостачання Північної Америки зазнавало драматичних змін у минулому, іноді подовжуючи посуху, таку ж сувору, як посуха Пилової чаші 1930-х років, на століття або тисячоліття».

Джек Вільямс з Університету Вісконсін-Медісон додає: «Особливо у східній частині США сьогодні часто існує уявлення, що вода завжди доступна. Однак дослідження минулого показують, що ці тривалі посухи можуть спричинити значні зміни в режимі пожеж та масове відмирання дерев, навіть на сході».

Дослідники порівняли свої реконструкції клімату голоцену з числовими кліматичними симуляціями, які вони провели для тих самих періодів часу. Ці експерименти на суперкомп'ютерах дозволили вченим дослідити можливі причини тривалих посух.

Фредерік Шенк, фізик-атмосферник зі Стокгольмського університету та запрошений науковець Гельсінського університету, зазначає, що нове покоління кліматичних моделей, які працюють з роздільною здатністю у 2−4 рази вищою, ніж раніше, виявилося вирішальним у розкритті причин посухи.

Симуляції показали подвійну причину посух. По-перше, в ранньому голоцені система високого тиску біля льодовикового щита, що залишався в північній частині континенту, керувала перенесенням вологи, що пояснює географічний зсув сухих умов. Після танення льодовикового щита посуха охопила весь регіон, оскільки літо ставало все теплішим і сухішим.

Посуха голоцену має цікаві паралелі з майбутнім кліматом, який, як очікується, встановиться в Північній Америці протягом наступних десятиліть внаслідок антропогенних кліматичних змін. До кінця цього століття прогнозується, що більша частина Північної Америки стане більш сухою, незважаючи на поступове збільшення опадів. Це пов'язано з тим, що збільшення випаровування через потепління клімату, як прогнозується, висушить поверхневі ґрунти, навіть якщо кількість опадів збільшиться.

Однак причини минулої та майбутньої посухи різні. У ранньому голоцені висихання було спричинене повільною зміною орбіти Землі, яка призвела до потепління літа і врешті-решт штовхнула значну частину Північної Америки до посухи. Зараз поточне потепління та прогнозовані сухіші умови пов'язані зі швидким збільшенням парникових газів в атмосфері.

«Якщо кліматичні прогнози на це століття справдяться, ми спостерігаємо прискорене повторення того, що відбувалося з природних причин 10 000 років тому», — підсумовує Салонен.