Het Tibetaanse plateau in China ervaart het sterkste moessonsysteem op aarde, met krachtige winden - en begeleidende intense regens in de zomermaanden - veroorzaakt door een complex systeem van wereldwijde luchtcirculatiepatronen en verschillen in oppervlaktetemperaturen tussen land en oceanen.

Deze extreme weerspatronen maken dit gebied een ideale locatie voor klimaatwetenschappers om het delicate onderling verbonden web van het wereldwijde klimaatsysteem te bestuderen.

Carmala Garzione, hoogleraar aard- en milieuwetenschappen aan de Universiteit van Rochester, en Junsheng Nie, een gastonderzoeker aan de universiteit, onderzocht sedimentmonsters uit het Qaidam-bekken van het noordelijke Tibetaanse plateau en waren in staat om paleoklimaatcyclusrecords te construeren uit het late Mioceen-tijdperk van de geschiedenis van de aarde, die duurde van ongeveer 11 tot 5,3 miljoen jaar geleden. Ze publiceerden onlangs hun bevindingen in wetenschappelijke vooruitgang .

Het reconstrueren van klimaatrecords uit het verleden kan wetenschappers helpen bij het bepalen van zowel natuurlijke patronen als de manieren waarop toekomstige glaciale gebeurtenissen en de uitstoot van broeikasgassen mondiale systemen kunnen beïnvloeden.

Op basis van eerder onderzoek naar ijskern, marinier, en sedimentregistraties, onderzoekers hebben vastgesteld dat de afgelopen 800, 000 jaar, ijstijden op het noordelijk halfrond - waarin uitgestrekte gebieden van Noord-Amerika, Europa, en Azië zijn bedekt met dikke ijslagen - kwamen ongeveer elke 100 voor, 000 jaar. Voorafgaand aan die periode, ijstijden kwamen vaker voor, op cycli van 41, 000 jaar, en wetenschappers geloofden dat dit de norm was.

Met behulp van de sedimentmonsters uit het Qaidam-bekken, Nie en Garzione laten zien dat de Oost-Aziatische moessonpatronen in het late Mioceen ook soortgelijke 100, 000 jaar cycli, met sterkere moessons met een piek van 100, 000 jaar en afnemend in de tussenliggende perioden. Dit onthult een meer dan 6 miljoen eerder begin van deze 100, 000 jaar cycli dan eerder werd gedocumenteerd.

"Mensen hebben gedacht dat de 100, 000-jarige cyclus was een latere Kwartair [huidige] klimaatafwijking, " zegt Nie. "Maar uit onze resultaten, we zien dat het geen anomalie is, het was vele jaren eerder aanwezig."

Verschillende factoren beïnvloeden deze cycli, maar ze worden uiteindelijk bepaald door baanforcering - de straling van de zon die door de aarde wordt ontvangen als gevolg van variaties in de baan van de aarde in het zonnestelsel. Er zijn drie soorten variaties die tegelijkertijd voorkomen, bekend als de Milankovitch-cycli:

1. Excentriciteit:hoe de aarde rond de zon draait - de vorm van de baan van de aarde verandert geleidelijk van meer ovaal naar meer rond over een periode van 100, 000 jaar.
2. Axiale kanteling:de aarde kantelt naar de zon onder een hoek die verandert van een kanteling van ongeveer 22 graden tot een kanteling van 24,5 graden over een periode van 41, 000 jaar.
3. Precessie van equinox:de aarde wiebelt langzaam terwijl ze draait, net als een speelgoedtopje, ondertussen op het zelfde moment, de rotatie-as van de aarde - de lijn van de noord- naar de zuidpool - draait. De interactie van deze twee processen resulteert in een cyclische beweging van equinoxen over een periode van ongeveer 23, 000 jaar.

"Elk van deze factoren beïnvloedt de binnenkomende zonnestraling en hoe de aarde warmte absorbeert, ' zegt Garzione.

Mysteries blijven bestaan ​​omdat excentriciteit de zwakste cyclus is, dus zou logischerwijs niet de dominante cyclus voor klimatologische gebeurtenissen moeten zijn. Niet alleen zonlicht speelt een rol in deze cycli, maar de invloed van gletsjers en atmosferische kooldioxide.

De afgelopen een miljoen jaar, het toenemen en afnemen van de ijskappen op het noordelijk halfrond - voornamelijk die in Canada - hebben de klimaatcycli gecontroleerd, door de oceaanstromingen te beïnvloeden, temperaturen, en windpatronen. Het ijs op het zuidelijk halfrond op Antarctica is relatief vast gebleven, zonder enige grote glaciale smelting om vooruitgang en terugtrekking te katalyseren.

Tijdens het late Mioceen, dit was het tegenovergestelde, met ijs op Antarctica op het zuidelijk halfrond, toenemend en afnemend. Nie en Garzione suggereren dat de fluctuerende Antarctische ijskap in het late Mioceen, in een tijd dat er minimaal ijs was op het noordelijk halfrond, oefende de dominante controle uit op de 100, 000 jaar cycli waargenomen in het Qaidam Basin record.

"Als één halfrond grote vooruitgang en terugtrekking in ijskappen ziet, dan komen we in dit patroon van 100, 000 jaar cycli domineren, " zegt Garzione. "De vraag is, zullen we de koolstofdioxide in de toekomst zo hoog krijgen dat het noordelijk halfrond ijsvrij blijft en de opmars en terugtrekking opnieuw beginnen met de ijskappen op het zuidelijk halfrond."

Als, de ijskappen op het zuidelijk halfrond kunnen opnieuw een dominante invloed uitoefenen op de klimaatcycli.