Почти две трети населения мира подвержены влиянию муссонов — ежегодного прихода интенсивных дождей в районы к северу и югу от экватора. Эти проливные дожди, как правило, приходят летом в каждом полушарии.
Муссон к северу от экватора, известный как Восточно-Азиатский, наиболее изучен, поскольку влияет на самые большие территории суши и наибольшее число людей. Однако южный Индо-Австралийский муссон жизненно важен для северной Австралии, Индонезии и Папуа — Новой Гвинеи. До сих пор он изучен гораздо меньше.
Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, мы проанализировали глубинные отложения из необычной лагуны недалеко от Дарвина на севере Австралии. Мы изучили древнюю пыльцу и химические изотопы (разные версии одного и того же химического элемента), чтобы заглянуть примерно на 150 000 лет назад и увидеть изменения в муссоне. Когда типы пыльцы меняются, это говорит нам о том, что муссон изменился. Более засушливые условия способствуют появлению лугов, в то время как более влажный климат благоприятен для лесов.
Наше новое исследование показывает, что по мере того, как мир становится теплее, Индо-Австралийский муссон будет усиливаться, а северная Австралия станет более влажной. Этот вывод согласуется с исследованиями, предполагающими, что Восточно-Азиатский муссон может ослабнуть, что угрожает сельскому хозяйству и природе в густонаселённых странах.
Как муссоны меняются со временем
Чтобы изучить, как муссоны меняются со временем, исследователи берут керны отложений для отслеживания изменений в пыльце и химических изотопах. Например, изменения в изотопах водорода указывают на изменения в интенсивности муссонных дождей.
Проблема заключается в том, что эти керны должны быть получены из давно не потревоженных озёрных отложений, поскольку такие места содержат непрерывную запись изменений.
Чтобы реконструировать прошлые изменения в моделях муссонов, необходимо тщательно отобрать ненарушенные отложения, извлекая тонкий «керн» из донных отложений. Как только исследователи получат этот драгоценный керн, они могут изучить меняющиеся пропорции пыльцы, химических изотопов и других свойств. Чем глубже вы пробурите керн, тем дальше в прошлое вы сможете заглянуть.
Эти строгие требования — одна из причин, по которой Индо-Австралийский муссон изучен не так хорошо, как его северный «собрат».
К счастью, мы нашли одно место, которое сохранило подробные сведения об окружающей среде за длительный период: лагуна Гирравин на окраине Дарвина в Северной территории.
Эта лагуна была создана после того, как более 200 000 лет назад образовалась воронка. С тех пор в ней постоянно есть вода, и она медленно заполняется отложениями и принесённой ветром пыльцой из окружающего ландшафта.
18-метровый керн из отложений лагуны Гирравин дал нам 150 000-летний отчёт об экологических изменениях в северных саваннах Австралии.
Если вы прогуляетесь по лагуне Гирравин сегодня, вы увидите высокий и густой древесный полог с густым травяным подлеском в сезон дождей. Но так было не всегда.
Во время последнего ледникового периода 20 000–30 000 лет назад уровень моря был намного ниже, а полярные ледяные шапки — намного больше. В результате лагуна находилась более чем в 300 километрах от побережья. В то время лагуна была окружена открытой травянистой саванной с меньшим количеством более низких деревьев.
Около 115 000 лет назад (и снова 90 000 лет назад) в Австралии были гигантские внутренние «мегаозёра». В те времена лагуна расширялась до большого мелководного озера, окружённого пышным муссонным лесом, почти без травы.
Иногда древесный покров менялся радикально. Фактически, за один 3 000-летний период процент пыльцы деревьев взлетел с 15 % до 95 %. Это предполагает резкое изменение от лугов к густым лесам — то есть переход от более засушливого к более влажному климату со скоростью, слишком быстрой, чтобы её можно было объяснить изменениями в орбите Земли.
Некоторые из этих изменений связаны со сменой расстояния между побережьем и лагуной, а также с предсказуемыми колебаниями количества солнечной энергии, достигающей Земли.
Огромные ледяные щиты покрывали большие территории Северного полушария во время предыдущих ледниковых периодов. Примечательно, что доказательства их таяния в конце предыдущего ледникового периода были обнаружены в керне отложений из лагуны Гирравин.
Когда ледниковый лёд тает быстро, огромные объёмы пресной воды вливаются в Северную Атлантику. Эти быстрые импульсы известны как события Гейне (Heinrich events). Эти импульсы могут остановить тёплое течение Гольфстрим у восточного побережья Северной Америки. В результате Северное полушарие охлаждается, а Южное — нагревается.
За последние 150 000 лет произошло 14 таких событий. Мы могли видеть их доказательства в кернах отложений. Каждый всплеск пресной воды в Атлантике вызывал увеличение количества осадков над северной Австралией из-за накопления тепла в Южном полушарии по мере замедления Гольфстрима.
Всё это говорит о том, что Индо-Австралийский муссон станет более интенсивным по мере того, как мир будет нагреваться, а лёд будет таять. Это будет означать более влажную северную Австралию. Это также может привести к увеличению количества осадков в других регионах Австралии и соседних странах. На данном этапе слишком неопределённо, чтобы предсказать, что усиление муссона сделает с южными частями Австралии.
Мы можем уже наблюдать этот сдвиг. Метеорологические записи с 1960-х годов показывают, что северная Австралия становится всё более влажной, а на юго-востоке и юго-западе Австралии дождей становится меньше.
Что это будет означать для людей? Тропический север Австралии не густонаселён, что снизит влияние человека на усиление муссона.
Но хотя наше исследование показывает, что Индо-Австралийский муссон усиливается во время событий Гейне, более ранние исследования показали, что Восточно-Азиатский и другие муссоны Северного полушария ослабнут. Без надёжных муссонных дождей под угрозой могут оказаться запасы продовольствия и воды для миллиардов людей.
Предоставлено: The Conversation.