Petra Bajo, viša znanstvena suradnica Hrvatskog geološkog instituta, objavila je rad u časopisu Science u suradnji s međunarodnim timom znanstvenika. Cilj rada bio je odrediti kada su se i zašto dogodila dva prijelaza iz hladnog (glacijal) u toplo (inerglacijal) doba tijekom srednje pleistocenske tranzicije. Dvije glacijalne terminacije zabilježene su u izotopnom sastavu siga iz spilje Corchia u Italiji te su sige radiometrijski datirane U-Pb metodom. Usporedbom geokemijskih značajki siga i sedimenata iz Sjevernog Atlantika kronologija siga je prenesena na bentički izotopni zapis dubokomorskih jezgri. Ovo je omogućilo da se istraži odnos klimatskih podataka u dubokomorskim sedimentima i Zemljinih orbitalnih parametara. Studija dokazuje da nagib Zemljine osi utječe na početak i duljinu ove dvije kao i devet mlađih glacijalnih terminacija.

Zašto završavaju ledena doba?

Izmjene hladnih (glacijali) i toplih (interglacijali) doba sastavni su dio klime na Zemlji u posljednjih nekoliko milijuna godina. Tijekom dugih glacijala velike površine sjeverne polutke bile su pokrivene debelim ledenim pokrivačem. Prijelazi iz glacijala u interglacijale (glacijalne terminacije) bili su praćeni naglim porastom temperature, topljenjem velikih količina leda, porastom razine mora te promjenom ekoloških uvjeta na Zemlji. Glacijalne terminacije već dugo plijene pažnju znanstvenika koji traže odgovor na pitanje zbog čega se ovi prijelazi događaju.

Najšire je prihvaćeno mišljenje da su terminacije uzrokovane promjenama u geometriji Zemljine orbite što utječe na količinu Sunčeve energije koja dospijeva do Zemljine površine (insolacije). Dva glavna orbitalna parametra u ovom pogledu su promjene nagiba Zemljine osi i precesija. Koji je od ovih orbitalnih parametara odgovorniji za glacijalne terminacije jedna je od glavnih debata među znanstvenicima koji istražuju klimatske promjene u prošlosti. Najjasniji dokazi o terminacijama u prošlosti zapisani su u izotopnom sastavu dubokomorskih sedimenata. Vremenski okvir varijacija orbitalnih parametara u posljednjih nekoliko milijuna godina je dobro poznat, međutim dubokomorski sedimenti stariji od oko 50000 godina ne mogu se precizno datirati. Ako nije poznato kada su se terminacije dogodile, nemoguće je odgovoriti na pitanje zašto su se dogodile. Sige su još jedan prirodni arhiv koji može sadržavati informacije o terminacijama. Za razliku od dubokomorskih sedimenata one mogu biti radiometrijski datirane što otvara mogućnost testiranja orbitalnih teorija.

Prošli tjedan je u časopisu Science objavljen rad Petre Bajo s Hrvatskog geološkog instituta koja je na institutu zaposlena kao znanstvenik povratnik iz inozemstva. Rad je proizašao iz Petrine doktorske disertacije koju je izradila na Sveučilištu Melbourne u Australiji. Studija je bila dio većeg istraživačkog projekta koji je financiralo Australsko znanstveno vijeće, dodijeljenog njenim mentorima dr. Russellu Drysdaleu, dr. Jonu Woodheadu i dr. Johnu Hellstromu te je u njoj sudjelovao međunarodni tim znanstvenika iz Australije, Velike Britanije, Portugala, Italije i Austrije.

Pod vodstvom svojih mentora Petra je primijenila novorazvijenu U-Pb metodu datiranja siga kako bi se po prvi puta precizno datirale dvije glacijalne terminacije koje su se dogodile prije otprilike 960000 i 875000 godina. Tim je kombinirao podatke siga iz spilje Corchia u Italiji s dubokomorskim sedimentima iz Sjevernog Atlantika kako bi istražili odnos klimatskih informacija u dubokomorskim sedimentima i orbitalnih parametara. Rezultati sugeriraju da je početak obje terminacije u skladu s promjenama u insolaciji vezanima za nagib Zemljine osi. Naime, za vrijeme jačeg nagiba Zemljine osi ljeta su dulja i ljetna insolacija snažnija što uzrokuje topljenje ledenih pokrova na sjevernoj polutci. Znanstvenici su također došli do zaključka da ovo objašnjenje vrijedi i za devet mlađih terminacija prethodno datiranih U-Th metodom. Nadalje, neke terminacije su trajale nekoliko tisuća dok su druge trajale i preko 10000 godina. Analizom rezultata znanstvenici su zaključili da duljina terminacije ovisi o količini ljetne insolacije na sjevernoj polutci iznad ledenih pokrova u vrijeme početka terminacije. Što je razina ljetne insolacije na početku terminacije viša, ledeni pokrovi se tope brže i terminacija traje kraće. Ova studija po prvi puta dokazuje da se sige ove starosti mogu pouzdano koristiti u paleoklimatskim rekonstrukcijama i otvara put sličnim istraživanjima u budućnosti koja će produljiti trenutni zapis i poboljšati naše spoznaje o glacijalnim terminacijama.

Persistent influence of obliquity on ice age terminations since the Middle Pleistocene transition.
Petra Bajo, Russell Drysdale, Jon Woodhead, John Hellstrom, David Hodell, Patrizia Ferretti, Antje Voelker, Giovanni Zanchetta, Teresa Rodrigues, Eric Wolff, Jonathan Tyler, Silvia Frisia, Christoph Spötl, Anthony Fallick.
Science, Vol 367 Issue 6483, DOI: 10.1126/science.aaw1114
https://doi.org/10.1126/science.aaw1114

O uspjehu kolegice Petre Bajo izvjestio je i T-portal i Večernji list. Više možete pročitati na sljedećim poveznicama:

https://www.tportal.hr/tehno/clanak/rad-hrvatske-znanstvenice-petre-bajo-o-ledenom-dobu-objavljen-u-prestiznom-casopisu-science-20200318

https://www.vecernji.hr/techsci/rad-hrvatske-znanstvenice-objavljen-u-prestiznom-casopisu-science-1386606