Вчені з'ясували, чому танення Антарктиди передує льодовиковим епохам
Коли айсберги, що дрейфують, розповідають свою історію, вчені виявляють «недостатній шматочок пазла» глобального клімату. 1,6 мільйона років кліматичної історії показують, що кожному льодовиковому періоду — подібно до поточної еволюції — передувало танення полярних шапок, зокрема Антарктиди.
Протягом мільйонів років Земля переживала кілька теплих та холодних періодів. Процес, що приводив до льодовикового періоду, завжди був однаковим і починався з танення полярних шапок. Такого висновку дійшли дослідники під керівництвом Університету Кардіффа у Великій Британії. У науковому журналі Nature вони представляють свої результати, які «розгадують давню кліматичну загадку та проливають світло на те, як наша планета може змінитись у майбутньому».
Замість Землі дослідники під керівництвом Ейдана Старра та професора Іена Холла зі Школи геологічних та екологічних наук Кардіффського університету знаходять джерело за 150 мільйонів кілометрів від нас: у нашому Сонці.
Тепло та холод: Сонце та орбіта Землі визначають зміну клімату на Землі
Протягом останніх трьох мільйонів років клімат Землі регулярно чергувався між теплими та холодними періодами. В даний час ми знаходимося в так званому «міжльодовиковий період», теплому періоді між двома льодовиковими епохами. Тому підвищення температури не є несподіванкою. У минулому воно вже призводило до появи «зеленої Антарктиди» — і незмінно до того, що в найближчому майбутньому наступав наступний період похолодання і нова льодовикова епоха.
Ці цикли визначаються періодичними змінами орбіти Землі навколо Сонця, які, своєю чергою, впливають на те, яка кількість енергії, досягає поверхні Землі. Однак досі залишалося загадкою: «Як невеликі коливання сонячної енергії можуть спричинити такі драматичні зміни у кліматі Землі».
У своєму дослідженні вчені висувають гіпотезу, що коли орбіта Землі навколо Сонця стає особливо сприятливою, антарктичні айсберги починають танути далі від Антарктиди. Це призвело до переміщення величезної кількості прісної води з Південного океану до Атлантичного океану.
У результаті Південний океан стає солонішим, а Північний Атлантичний океан — пріснішим, і світові океанічні течії починають різко змінюватися. Океани можуть поглинати більше CO₂ з атмосфери, що, у свою чергу, призводить до зниження температур і, зрештою, до великих заледенінь.
Коли дрейфуючі айсберги розповідають свою історію
Щоб відтворити клімат останніх мільйонів років, вчені використали кілька методів. Зокрема, вони ідентифікували крихітні фрагменти гірських порід з Антарктиди, які плаваючи на айсбергах, потрапили у відкрите море.
Дослідники зібрали ці фрагменти гірських порід під час експедиції 361 Міжнародної програми з вивчення океану (IODP) із зразків відкладень. Вони представляють понад 1,6 мільйона років історії і є одним із найдовший докладних архівів антарктичних айсбергів.
Щоразу, коли це каміння опускалося на дно океану, слідували зміни у циркуляції глибоководних вод. Дослідники відновили її на основі хімічного складу крихітних скам'янілостей з морських глибин, форамініферів. Нарешті, нові кліматичні моделі підтвердили, що айсберги можуть переміщати величезну кількість прісної води. Ейдан Старр заявив:
«Ми були вражені, виявивши, що цей причинно-наслідковий зв'язок був присутній на початку кожної льодовикової епохи за останні 1,6 мільйона років. Про таку рушійну роль Південного океану та Антарктиди у формуванні глобального клімату вже висловлювалися припущення, але було дуже надихаюче побачити це так ясно у геологічних доказах».
Професор Іан Холл, співавтор дослідження та керівник експедиції IODP, додав:
«Наші результати надають ланку, що бракує, у розумінні того, як Антарктида і Південний океан реагували на природні ритми кліматичної системи, пов'язані з нашою орбітою навколо Сонця».
Черговий льодовиковий період неодмінно настане
На питання про те, наскільки близький наступний льодовиковий період з геологічної точки зору, дослідники відповіли з обережністю. Занадто швидке підвищення температури може порушити природний ритм льодовикових циклів. Зокрема, занадто теплий Південний океан призведе до того, що антарктичні айсберги будуть танути занадто швидко і не зможуть проплисти достатньо далеко, щоб викликати зміни в океанічній циркуляції, необхідні для утворення льодовикового періоду.
Останній льодовиковий період закінчився близько 15 000 років тому. У минулому теплий період тривав в середньому 20 000 років, так що у нас ще є кілька тисяч років кліматичного оптимуму, перш ніж ми увійдемо в наступну 100 000-річну льодовикову епоху.
Тім Сампф, випускник факультету промислової інженерії, спеціалізувався на відновлюваній енергії, стійкому розвитку та економіці замкнутого циклу. Будучи керівником відділу «Знання» та статистиком, він також займався питаннями, пов'язаними з кліматом, дослідженнями та технологіями.