Средневековый климатический оптимум

Средневековый климатический оптимум (также встречается название Средневековый тёплый период 950—1250 гг^[1]) — эпоха относительно тёплого климата в северном полушарии в X—XIII веках, последовавшая за климатическим пессимумом эпохи Великого переселения народов и предшествовавшая так называемому малому ледниковому периоду XIV—XVIII веков. Эпоха характеризовалась мягкими зимами, сравнительно тёплой и ровной погодой. На интервал средневекового климатического оптимума приходится основание скандинавских поселений в Гренландии, а также рост городов в Северо-Восточной Руси.

История среднестатистических температурных отклонений последних 2000 лет

Причины

Реконструкция температур по ледникам Центральной Гренландии

Последним письменно задокументированным событием из истории скандинавских гренландцев является свадьба, проведённая в 1408 году в церкви в Хвальсее (хотя сама запись об этом сделана позже в Исландии), которая в настоящее время представляет собой наиболее сохранившиеся руины скандинавских построек.

Л’Анс-о-Медоуз, Ньюфаундленд, сегодня, с реконструкцией поселения викингов.

В качестве возможных причин средневекового тёплого периода учёные называют повышенную солнечную активность, а также относительно редкие извержения вулканов. Последнее обстоятельство обусловливает меньшее количество аэрозолей в атмосфере, фильтрующих солнечный свет и способствующих охлаждению (см. вулканическая зима).

Согласно другой гипотезе, климатический оптимум стал результатом периодических колебаний интенсивности Гольфстрима, связанных с изменением солёности океанской воды, которая в свою очередь зависит от изменений объёмов ледников.

Северная Атлантика

Температура ледяного покрова Гренландии, рассчитанная с помощью изотопа 18O по 6 ледяным кернам (Винтер, Б. и др., 2009). Набор данных охватывает период с 9690 до н. э. по 1970 н. э. и имеет разрешение около 20 лет. Это означает, что каждая точка данных представляет собой среднюю температуру за последние 20 лет.

Исследование, проведённое в 1996 году Ллойдом Д. Кейгвином с использованием радиоуглеродного датирования кернов из морских отложений в Саргассовом море, показало, что температура поверхности моря была примерно на 1 °C ниже примерно 400 лет назад, во время малого ледникового периода, и 1700 лет назад, а также примерно на 1 °C) выше 1000 лет назад, во время большого ледникового периода^[2]

Используя образцы отложений из Пуэрто-Рико, побережья Мексиканского залива и Атлантического побережья от Флориды до Новой Англии, Манн и др. обнаружили убедительные доказательства пика активности североатлантических тропических циклонов во время тёплого средневековья, за которым последовало последующее снижение активности^[3].

Исландия

Исландия была впервые заселена примерно между 865 и 930 годами, в то время, которое считалось достаточно тёплым для парусного судоходства и сельского хозяйства^[4][5]. Путём извлечения и изотопного анализа морских кернов, а также изучения моделей роста моллюсков из Исландии, Паттерсон и др. реконструировали стабильную изотопную запись кислорода (δ¹⁸ O) и углерода (δ¹³ C) с десятилетним разрешением от римского тёплого периода до средневекового тёплого и малого ледникового периодов^[6]. Паттерсон и др. пришли к выводу, что летняя температура оставалась высокой, но зимняя температура снизилась после первоначального заселения Исландии^[6].

Гренландия

Исследование Манна и др. показало, что в период тёплого средневековья в южной части Гренландии и в некоторых регионах Северной Америки температура превышала уровень 1961—1990 годов. В некоторых регионах температура превышала показатели 1990—2010 годов. Большая часть Северного полушария показала значительное похолодание во время малого ледникого периода, которое исследование определяет как период с 1400 по 1700 год, но Лабрадор и изолированные части Соединённых Штатов оказались примерно такими же тёплыми, как и в период 1961—1990 годов. Данные о зимних изотопах кислорода в Гренландии, полученные во время тёплого средневековья, демонстрируют сильную корреляцию с Североатлантическим колебанием^[7].

Копия карты Скалхольта 1570 года 1690 года, основанная на документальных сведениях о более ранних скандинавских поселениях в Америке.

Норвежская колонизация Северной и Южной Америки была связана с более тёплыми периодами. Распространённая теория заключается в том, что скандинавы воспользовались свободными ото льда морями, чтобы колонизировать районы в Гренландии и других отдалённых землях крайнего севера. Тем не менее, исследование Колумбийского университета предполагает, что Гренландия не была колонизирована в более тёплую погоду, но эффект потепления на самом деле длился очень недолго. Около 1000 года н. э. климат был достаточно тёплым, чтобы викинги смогли отправиться на Ньюфаундленд и основать там недолговечный форпост^[8].

Примерно в 985 году викинги основали Восточное и Западное поселения недалеко от южной оконечности Гренландии. На ранних этапах существования колонии они разводили крупный рогатый скот, овец и коз, а около четверти их рациона составляли морепродукты. После того как примерно в 1250 году климат стал более холодным и ветреным, их рацион постепенно сместился в сторону морепродуктов. Примерно к 1300 году охота на тюленей обеспечивала более трёх четвертей их рациона.

К 1350 году спрос на их экспортные товары снизился, и торговля с Европой прекратилась. Последний документ, относящийся к поселениям, датируется 1412 годом, и в последующие десятилетия оставшиеся европейцы, по-видимому, постепенно покидали страну, что было вызвано в основном экономическими факторами, такими как увеличение количества ферм в скандинавских странах^[9].

Европа

Существенное отступление ледников в Южной Европе произошло во время средневекого тёплого периода. В то время как несколько небольших ледников испытали полное таяние ледников, более крупные ледники в регионе выжили и теперь дают представление об истории климата региона^[10]. В дополнение к таянию ледников, вызванному потеплением, осадочные данные свидетельствуют о периоде повышенного наводнения, совпадающем с тёплым средневековьем, в Восточной Европе, что объясняется увеличением осадков из положительной фазы Североатлантического колебания^[11]. Другие последствия изменения климата могут быть менее очевидными, например, изменение ландшафта. Перед тёплым средневековьем прибрежный регион на западе Сардинии был покинут римлянами. Прибрежная зона смогла значительно расшириться в сторону лагуны без влияния человеческого населения и высокой растительности во время малого ледникового периода. Когда люди вернулись в этот регион, они обнаружили, что земля изменилась из-за изменения климата, и им пришлось заново отстраивать порты^[12]. В Центральном Иберийском хребте наблюдалась повышенная продуктивность озёр и эрозия почвы, а также частые интенсивные паводки^[13].

Другие континенты

Северная Америка

В Чесапикском заливе (ныне в штатах Мэриленд и Вирджиния, США) исследователи обнаружили большие температурные колебания (изменения от средней температуры того времени) во время оптимума (около 950—1250) и Малого ледникового периода (около 1400—1700, с холодными периодами, сохраняющимися до начала XX века), которые, возможно, связаны с изменениями в силе термохалинной циркуляции в Северной Атлантике^[14]. Осадочные породы в болоте Пирмонт в нижней части долины Гудзона показывают сухость средневекового тёплого периода от 800 до 1300. В болоте реки Гаммок в Коннектикуте солончаки простираются на 15 километров дальше на запад, чем в настоящее время, из-за более высокого уровня моря^[15].

Продолжительные засухи затронули многие районы современной западной части Соединённых Штатов, особенно восточную Калифорнию и запад Большого Бассейна. Аляска пережила три интервала сопоставимого потепления: 1-300, 850—1200 и с 1800 года. Знания о средневековом тёплом периоде в Северной Америке оказались полезными для определения периодов заселения некоторых мест обитания коренных американцев, особенно в засушливых частях западной части Соединённых Штатов. Засушливость была более распространена на юго-востоке Соединённых Штатов во время средневекового тёплого периода, чем в следующем малом ледниковом, но лишь незначительно; Эта разница может быть статистически незначимой. Засухи средневекового тёплого периода могли повлиять на поселения коренных американцев также в восточной части Соединённых Штатов, например, в Кахокии. Обзор более поздних археологических исследований показывает, что по мере расширения поиска признаков необычных культурных изменений, некоторые из ранних моделей (такие как насилие и проблемы со здоровьем) оказались более сложными и регионально разнообразными, чем считалось ранее. Другие закономерности, такие как разрушение поселений, ухудшение торговли на дальние расстояния и перемещение населения, получили дальнейшее подтверждение^[16].

Африка

Климат в экваториальной восточной части Африки чередовался между более сухим, чем сегодня, и относительно влажным. Климат был более сухим во время малого ледникового периода (1000—1270 годы)^[17]. Изотопный анализ костей жителей Канарских островов во время перехода от малого ледникового периода к большому ледниковому периоду показал, что в этом регионе температура воздуха снизилась на 5 °C . За этот период рацион питания жителей существенно не изменился, что говорит о том, что они были удивительно устойчивы к изменению климата^[18].

Антарктида

Начало малого ледникового в Южном океане отставало от начала малого ледникового в Северной Атлантике примерно на 150 лет. Осадочный керн из восточной части бассейна Брансфилд на Антарктическом полуострове сохраняет климатические явления как из малого ледникового, так и из средневекового тёплого периода. Авторы отмечают: "Поздние голоценовые записи ясно идентифицируют Нео гляциальные события малого ледникового и средневекового тёплого периода^[19]. Некоторые регионы Антарктики были нетипично холодными, но другие были нетипично тёплыми между 1000—1200 годами^[20].

Тихий океан

Кораллы в тропической части Тихого океана свидетельствуют о том, что в начале тысячелетия могли сохраняться относительно прохладные и сухие условия, что согласуется с конфигурацией Ла-Нинья в рамках Эль-Ниньо-Южного колебания^[21].

В 2013 году в журнале Science было опубликовано исследование, проведённое тремя американскими университетами, которое показало, что температура воды в Тихом океане во время тёплого средневекого оптимума была на 0,9 °C выше, чем во время малого ледникого периода, и на 0,65 °C выше, чем за несколько десятилетий до начала исследования^[22].

Южная Америка

средневековый оптимум был отмечен в Чили в 1500-летнем керне донных отложений озера, а также в Восточных Кордильерах Эквадора^[23].

Реконструкция, основанная на ледяных кернах, показала, что Средневековый тёплый период можно было различить в тропической Южной Америке примерно с 1050 по 1300 год, а в 15 веке за ним последовало малое оледенение. Пиковые температуры не поднялись до уровня конца 20-го века, которые были беспрецедентными в этом районе за период исследования в 1600 лет^[24].

Восточная Азия

Ге и др. изучали температуру в Китае за последние 2000 лет и обнаружили высокую степень неопределённости до XVI века, но хорошую согласованность за последние 500 лет, на что указывают два холодных периода: 1620—1710-е и 1800—1860-е годы, а также потепление в XX веке. Они также обнаружили, что потепление с X по XIV век в некоторых регионах могло быть сопоставимо по масштабу с потеплением последних десятилетий XX века, которое было беспрецедентным за последние 500 лет^[25]. В целом, в Китае был выявлен период потепления, совпадающий с Малым ледниковым периодом, с использованием многомерных данных о температуре. Однако потепление в Китае было неравномерным. Значительное изменение температуры от тёплого средневековья к малому ледниковому было обнаружено на северо-востоке и в центральной части восточного Китая, но не на северо-западе Китая и Тибетском нагорье^[26]. Во время тёплого средневековья летний муссон в Восточной Азии был самым сильным за последнее тысячелетие^[27] и был очень чувствителен к южному колебанию Эль-Ниньо^[28]. Пустыня Му-Ус свидетельствует о повышении влажности в тёплом средневековье^[29]. Образцы торфа с торфяников на юго-востоке Китая свидетельствуют о том, что изменения в EASM и ЭНСО привели к увеличению количества осадков в регионе во время тёплого средневековья^[30]. Однако на других участках на юге Китая во время тёплого средневековья наблюдалось высыхание, а не увлажнение, что свидетельствует о том, что влияние тёплого средневековья было крайне неоднородным в пространстве^[31]. Данные моделирования показывают, что интенсивность муссонов во время тёплого средневековья была низкой в начале лета, но очень высокой в конце лета^[32].

На Дальнем Востоке России в континентальных регионах во время тёплого средневековья происходили сильные наводнения, в то время как на близлежащих островах выпадало меньше осадков, что привело к сокращению площади торфяников. Данные о пыльце из этого региона указывают на распространение растительности с тёплым климатом, при этом увеличивается количество широколиственных и уменьшается количество хвойных лесов^[33].

Адхикари и Кумон (2001), исследуя отложения в озере Накацуна в центральной части Японии, обнаружили тёплый период с 900 по 1200 год, который соответствовал тёплому периоду, и три холодные фазы, две из которых могли быть связаны с малым ледниковым^[34] Другие исследования, проведённые на северо-востоке Японии, показали, что с 750 по 1200 год был один тёплый и влажный период, а с 1 по 750 год и с 1200 года по настоящее время — два холодных и сухих периода^[35].

Южная Азия

Индийский летний муссон также усилился во время тёплого периода из-за изменений температуры, связанных с Атлантическим мультидекадным колебанием^[36], что привело к увеличению количества осадков в Индии^[36]. Данные о растительности в Лахауле в Химачал-Прадеше подтверждают тёплый и влажный тёплый период от 1158 до 647 лет назад^[37]. Пыльца из Мадхья-Прадеша, датированная тёплым периодом, предоставляет дополнительные прямые доказательства увеличения муссонных осадков^[38]. Записи с нескольких прокси-серверов с озера Покоде в Керале также отражают теплоту средневековья^[39].

Ближний Восток

Температура поверхности моря в Аравийском море повысилась во время Средневековый тёплый период из-за сильного муссона. Во время тёплого средневековья в Аравийском море наблюдалась повышенная биологическая продуктивность. Аравийский полуостров, и без того чрезвычайно засушливый в наши дни, был ещё более засушливым во время Средневековый тёплый период. Продолжительная засуха была основой аравийского климата примерно до 660 года до н. э., когда этот гипераридный интервал был прерван^[40].

Океания

В Австралии крайне мало данных как по тёплому средневековью, так и по малому ледниковому периоду. Однако свидетельства того, что в IX и X веках озеро Эйр^[41] было постоянно полно, подтверждаются террасами из гальки, построенными волнами. Это согласуется с конфигурацией, подобной Ла-Нинье, но данных недостаточно, чтобы показать, как менялся уровень озера от года к году или каковы были климатические условия в других частях Австралии.Исследование, проведённое в 1979 году в Университете Вайкато, показало^[42]:

Температуры, полученные из профиля 18O/16O в сталагмите, найденном в пещере Новой Зеландии предполагает, что Средневековый тёплый период длился примерно 1050 по 1400 год н. э, и был на 0,75 °C теплее, чем современный тёплый период.

Дополнительные доказательства в Новой Зеландии получены из 1100-летних колец деревьев^[43]

Последствия

Средневековый климатический оптимум обусловил во всей Европе заметный рост населения и сельскохозяйственной продукции, за счёт расширения земледельческих угодий и более высокого качества урожаев. Расширение пахотных земель способствовало формированию деревень вместо типичных для того времени отдельных хуторов и дворов. Также это развитие способствовало экспансии растущих земледельческих народов в периферийные, мало освоенные регионы с более высоким процентом населения, живущего за счёт охоты и рыбной ловли. В качестве примеров можно привести расселение немцев на восток, в лесистые земли полабских славян, а также уже упомянутую славянскую колонизацию Северо-Восточной Руси (с последующим формированием великорусской народности). Одновременно учёные отмечают сокращение площади лесов под влиянием более тёплого климата.^[44]

В летописях упоминается о виноделии в Восточной Пруссии, Померании и даже на юге Шотландии в этот период. В то же время в Норвегии восходили урожаи зерновых на широтах вплоть до полярного круга. Сокращение ледников позволило викингам на постоянной основе заселить Исландию (870 год) и Гренландию (c 986 года; в XV веке поселения были покинуты).

В других частях мира данный период был характеризован отчасти более влажным климатом, так, к примеру, есть данные о людских поселениях в пустыне Намиб.

Оспаривание

Красный график — глобальная температура из отчёта МГЭИК 1990 года, синий — из отчёта 2001 года

Некоторые специалисты оспаривают глобальное потепление во время малого оптимума. Например, позиция Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК, англ. IPCC) за время с 1990 года до 2001 года изменилась от признания к непризнанию средневекового оптимума (см. сравнение температурных графиков из отчётов МГЭИК справа). Один из ведущих сторонников теории антропогенного глобального потепления (АГП) Майкл Манн написал 4 июня 2003 года: «было бы хорошо постараться ограничить мнимый средневековый тёплый период, хоть у нас и нет пока реконструкции температуры для полушарий для того времени»^[45]. Критики АГП утверждают, что сторонники теории занизили температуры средневекового тёплого периода безосновательно с целью объявления современных температур беспрецедентно высокими.

Тем не менее, в докладе МГЭИК 2013 года (AR5)^[1] признается реальность тёплой средневековой климатической аномалии (Medieval Climate Anomaly) в период с 950 по 1250 годы.