Geomagnetism and AeronomyGeomagnetism and AeronomyГеомагнетизм и аэрономия0016-79403034-5022The Russian Academy of Sciences68832210.31857/S0016794025040133EZRDOKArticlesСтатьиResearch ArticleIsotopic and solar geochronology and climatostratigraphy of the Late Pleistocene of Northern EurasiaИзотопная и солярная геохронология и климатостратиграфия неоплейстоцена Северной ЕвразииFedorovV. M.ФедоровВ. М.
Russian Federation
fedorov.msu@mail.ruLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ)040920256545525632607202526072025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://bioethicsjournal.ru/0016-7940/article/view/688322

The possibility of explaining the causes of global climatic changes in the Late Pleistocene of Northern Eurasia on the basis of the astronomical theory of climate change is shown.

In the Late Pleistocene, the effect of dividing seasonal radiation intensity by phases of annual Earth radiation intensity was found, which explains the mechanism of manifestation of the 100-millennial cycle in the Earth’s natural system. Solar tuning (modeling) of the climatic epochs of the Late Pleistocene of Northern Eurasia has been performed. Based on the model, the solar conditions and the mechanism of development of cover glaciations in Northern Eurasia in the Late Pleistocene are determined. The cause of global climate change is related to the dynamics of the radiation factor, the representative characteristics of which are the intensity of summer radiation and the intensity of winter meridional radiation heat transfer in the Northern Hemisphere. The chronological discrepancies between the model and actual climatic epochs, reflecting the nonlinear response of the natural system to the dynamics of irradiation, average about 7 thousand years. There is a weak response of the oxygen isotope composition (δ18O) of bottom foraminifera (maximum range of 0.2% fluctuations) to fluctuations in radiation factors of global climatic changes in Northern Eurasia.: the intensity of summer radiation in the phase division of seasonal radiation (the average range for the summer half-year is 0.486%, for July – 0.785%) and in the phases of climatic precession (the average range is 4.336%).

Показана возможность объяснения причин глобальных климатических изменений в неоплейстоцене Северной Евразии на основе астрономической теории изменений климата.

В неоплейстоцене обнаружен эффект разделения сезонной интенсивности облучения по фазам интенсивности годового облучения Земли, которым объясняется механизм проявления 100-тысячелетнего цикла в природной системе Земли. Выполнена солярная настройка (моделирование) климатических эпох неоплейстоцена Северной Евразии. На основе модели определены солярные условия и механизм развития покровных оледенений в Северной Евразии в неоплейстоцене. Причина глобальных климатических изменений связана с динамикой радиационного фактора, репрезентативными характеристиками которого являются интенсивность летнего облучения и интенсивность зимнего меридионального переноса радиационного тепла в Северном полушарии. Хронологические расхождения модельных и фактических климатических эпох, отражающие нелинейный отклик природной системы на динамику облучения, в среднем составляют около 7 тысяч лет. Отмечается слабый отклик изотопно-кислородного состава (δ18О) донных фораминифер (максимальный размах колебаний 0.2%) на колебания радиационных факторов глобальных климатических изменений в Северной Евразии: интенсивности летнего облучения в фазовом разделении сезонного облучения (средний размах для летнего полугодия 0.486%, для июля – 0.785%) и в фазах климатической прецессии (средний размах 4.336%).

astronomical theory of climatesolar climateLate PleistoceneNorthern Eurasiascheme of geochronology and climatostratigraphysolar tuning/modelастрономическая теория климатасолярный климатнеоплейстоценСеверная Евразиясхема геохронологии и климатостратиграфиисолярная настройка/модельПравительство Российской ФедерацииGovernment of the Russian Federation12586п_ПВБолиховская Н.С. Пространственно-временные закономерности развития растительности и климата Северной Евразии в неоплейстоцене // Археология, этнография и антропология Евразии. № 4 (32). С. 2–28. 2007.Большаков В.А. Новая концепция орбитальной теории климата. М.: Московский университет, 256 с. 2003.Имбри Д., Имбри К.П. Тайны ледниковых эпох. М.: Прогресс, 264 с. 1988.Мельников В.П., Смульский И.И. Астрономическая теория ледниковых периодов: Новые приближения. Решенные и нерешенные проблемы. Новосибирск: ГЕО, 98 с. 2009.Миланкович М. Математическая климатология и астрономическая теория колебаний климата. М.–Л.: ГОНТИ, 208 с. 1939.Монин А.С. Введение в теорию климата. Л.: Гидрометеоиздат, 246 с. 1982.Монин А.С., Шишков Ю.А. История климата. Л.: Гидрометеоиздат, 408 с. 1979.Федоров В.М. Голоценовый парадокс в астрономической теории климата и проблемы орбитальной настройки // Геофизические процессы и биосфера. Т. 20. № 1. С. 95–104. 2021а. https://doi.org/10.21455/GPB2021.1-9Федоров В.М. Астрономическая теория климата: вопросы модернизации и развития // Гидрометеорология и экология. № 64. С. 435–465. 2021б. https://doi.org/10.33933/2713-3001-2021-64-435-465Федоров В.М. Проблемы параметризации радиационного блока физико-математических моделей климата и возможности их решения // Успехи физических наук. Т. 193. № 9. С. 971–988. 2023. https://doi.org/10.3367/UFNr.2023.03.039339Федоров В.М. Изотопная и солярная геохронология и климатостратиграфия неоплейстоцена и голоцена / Труды XXVIII Всероссийской ежегодной конференции по физике Солнца “Солнечная и солнечно-земная физика-2014” / Ред. А.В. Степанов, Ю.А. Наговицын. СПб.: ГАО РАН. С. 319–322. 2024. https://doi.org/10.31725/0552-5829-2024-319-322Федоров В.М., Фролов Д.М. Солярная геохронология позднего плейстоцена и голоцена // Криосфера Земли. 2024. Т. 28. № 2. С. 47–57. https://doi.org/10.15372/KZ20240205Шараф Ш.Г., Будникова Н.А. Вековые изменения орбиты Земли и астрономическая теория колебаний климата // Труды Института теоретической астрономии АН СССР. Вып. 14. С. 48–84. 1969.Шулейкин В.В. Физика моря. М.: АН СССР, 990 с. 1953.Adhémar J.A. Revolutions de la mer: déluges périodiques. Paris: Carilian-Goeury et V. Dalmont, 184 p. 1842.Bassinot F.C., Labeyrie L.D., Vincent E., Quidelleur X., Shackleton N.J., Lancelot Y. The astronomical theory of climate and the age of the Brunhes-Matuyama magnetic reversal // Earth Planet. Sc. Lett. V. 126. № 1–3. P. 91–108. 1994. https://doi.org/10.1016/0012-821X(94)90244-5Berger A. Long-term variations of daily insolation and Quaternary climatic changes // J. Atmos. Sci. V. 35. № 12. P. 2362–2367. 1978. https://doi.org/10.1175/1520-0469(1978)035<2362:LTVODI>2.0.CO;2Berger A., Loutre M.F. Astronomical solutions for paleoclimate studies over the last 3 million years // Earth Planet. Sc. Lett. V. 111. № 2–4. P. 369–382. 1992. https://doi.org/10.1016/0012-821X(92)90190-7Brouwer D., Van Woerkom A.J.J. The secular variation of the orbital elements of the principal planets // Astronomical Papers. V. 13. P. 81–107. 1950.Croll J. On the eccentricity of the Earth’s orbit, and its physical relations to the glacial epochs // Philos. Mag. V. 33. № 221. P. 119–131. 1867. https://doi.org/10.1080/14786446708639757Croll J. Climate and time in their geological relations: a theory of secular changes of the Earth’s climate. London: Edward Stanford, 577 p. 1875.Fedorov V.M., Kostin A.A. The calculation of the Earth`s insolation for the 3000 BC - AD 2999 / Processes in GeoMedia. V. 1. Ed. T.O. Chaplina. Cham, Switzerland: Springer. P. 181–192. 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-38177-6_20Hays J.D., Imbrie J., Shackleton N. Variation in the Earth’s orbit: pacemaker of the ice ages // Science. V. 194. № 4270. P. 1121–1132. 1976. https://doi.org/10.1126/science.194.4270.1121Imbrie J., Hays J.D., Martinson D.G., Mclntyre A., Mix A.C., Morley J.J., Pisias N.G., Prell W.L., Shackleton N.J. The orbital theory of Pleistocene climate: Support from a revised chronology, of the marine d18O record / Milankovitch and Climate. Part 1 / Eds. A. Berger, J. Imbrie, J. Hays, G. Kukla, B. Saltzman. Dordrecht: Springer. P. 269–305. 1984.Kopp G., Lean J. A new, lower value of total solar irradiance: Evidence and climate significance // Geophys. Res. Lett. V. 37. № 1. ID L01706. 2011. https://doi.org/10.1029/2010GL045777Laskar J., Joutel F., Boudin F. Orbital, precessional and insolation quantities for the Earth from – 20 Myr to + 10 Myr // Astron. Astrophys. V. 287. № 1–2. P. 522–533. 1993.Laskar J., Robutel P., Joutel F. Gastineau M., Correia A.C.M., Levrard B. A long-term numerical solution for the insolation quantities of the Earth // Astron. Astrophys. V. 428. № 1. P. 261–285. 2004. https://doi.org/10.1051/0004-6361:20041335Laskar J., Fienga A., Gastineau M., Manche H. La2010: A new orbital solution for the long-term motion of the Earth // Astron. Astrophys. V. 532. ID A89. 2011. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201116836Lisiecki L.E., Raymo M.E. A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d18O records // Paleoceanography. V. 20. № 1. ID PA1003. 2005. https://doi.org/10.1029/2004PA001071Malinverno A., Erba E., Herbert T.D. Orbital tuning as an inverse problem: Chronology of the early Aptian oceanic anoxic event 1a (Selli Level) in the Cismon APTICORE // Paleoceanography and Paleoclimatology. V. 25. № 2. ID PA2203. 2010. https://doi.org/10.1029/2009PA001769Molodkov A., Bolikhovskaya N. Eustatic sea-level and climate changes over the last 600 ka as derived from mollusc-based ESR-chronostratigraphy and pollen evidence in Northern Eurasia // Sedimentary Geology. V. 150. № 1–2. P. 185–201. 2002. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(01)00275-5Vernekar A. Long-period global variations of incoming solar radiation / Long-Period Global Variations of Incoming Solar Radiation / Meteorological Monographs. V. 12. Boston, MA: American Meteorological Society. P. 1–128. 1972. https://doi.org/10.1007/978-1-935704-34-8_1