Исследование: таяние полярных шапок приводит к... ледниковому периоду
Когда дрейфующие айсберги рассказывают свою историю, ученые обнаруживают «недостающий кусочек пазла» глобального климата. 1,6 миллиона лет климатической истории показывают, что каждому ледниковому периоду — подобно текущей эволюции — предшествовало таяние полярных шапок, в частности Антарктиды.
На протяжении миллионов лет Земля переживала несколько теплых и холодных периодов. Процесс, приводивший к ледниковому периоду, всегда был одинаковым и начинался с таяния полярных шапок. К такому выводу пришли исследователи под руководством Университета Кардиффа в Великобритании. В научном журнале Nature они представляют свои результаты, которые «разгадывают давнюю климатическую загадку и проливают свет на то, как наша планета может измениться в будущем».
Вместо Земли исследователи под руководством Эйдана Старра и профессора Иэна Холла из Школы геологических и экологических наук Кардиффского университета находят источник в 150 миллионах километров от нас: в нашем Солнце.
Тепло и холод: Солнце и орбита Земли определяют изменение климата на Земле
В течение последних трех миллионов лет климат Земли регулярно чередовался между теплыми и холодными периодами. В настоящее время мы находимся в так называемом «межледниковом периоде», теплом периоде между двумя ледниковыми эпохами. Поэтому повышение температуры не является неожиданностью. В прошлом оно уже приводило к появлению «зеленой Антарктиды» — и неизменно к тому, что в обозримом будущем наступал следующий длительный период похолодания и новая ледниковая эпоха.
Эти циклы определяются периодическими изменениями орбиты Земли вокруг Солнца, которые, в свою очередь, влияют на количество энергии, достигающей поверхности Земли. Однако до сих пор оставалось загадкой: «Как небольшие колебания солнечной энергии могут вызвать столь драматические изменения в климате Земли».
В своем исследовании ученые выдвигают гипотезу, что когда орбита Земли вокруг Солнца становится особенно благоприятной, антарктические айсберги начинают таять все дальше от Антарктиды. Это привело к перемещению огромного количества пресной воды из Южного океана в Атлантический океан.
В результате Южный океан становится более соленым, а Северный Атлантический океан — более пресным, и мировые океанические течения начинают резко меняться. Океаны могут поглощать больше CO₂ из атмосферы, что, в свою очередь, приводит к снижению температур и, в конечном итоге, к обширным оледенениям.
Когда дрейфующие айсберги рассказывают свою историю
Чтобы воссоздать климат последних миллионов лет, ученые использовали несколько методов. В частности, они идентифицировали крошечные фрагменты горных пород из Антарктиды, которые, плавая на айсбергах, попали в открытое море.
Исследователи собрали эти фрагменты горных пород во время «экспедиции 361» Международной программы по изучению океана (IODP) из образцов отложений. Они представляют более 1,6 миллиона лет истории и являются одним из самых длинных подробных архивов антарктических айсбергов.
Каждый раз, когда эти камни опускались на дно океана, следовали изменения в циркуляции глубоководных вод. Исследователи восстановили ее на основе химического состава крошечных окаменелостей из морских глубин, фораминифер. Наконец, новые климатические модели подтвердили, что айсберги могут перемещать огромные количества пресной воды. Эйдан Старр заявил:
«Мы были потрясены, обнаружив, что эта причинно-следственная связь присутствовала в начале каждой ледниковой эпохи за последние 1,6 миллиона лет. О такой движущей роли Южного океана и Антарктиды в формировании глобального климата уже высказывались предположения, но было очень воодушевляюще увидеть это так ясно в геологических доказательствах».
Профессор Иан Холл, соавтор исследования и соруководитель экспедиции IODP, добавил:
«Наши результаты предоставляют недостающее звено в понимании того, как Антарктида и Южный океан реагировали на естественные ритмы климатической системы, связанные с нашей орбитой вокруг Солнца».
Очередной ледниковый период непременно наступит
На вопрос о том, является ли следующий ледниковый период с геологической точки зрения непосредственно приближающимся, исследователи ответили с осторожностью. Слишком быстрое повышение температуры может нарушить естественный ритм ледниковых циклов. В частности, слишком теплый Южный океан приведет к тому, что антарктические айсберги будут таять слишком быстро и не смогут проплыть достаточно далеко, чтобы вызвать изменения в океанической циркуляции, необходимые для образования ледникового периода.
Последний ледниковый период закончился около 15 000 лет назад. В прошлом теплый период длился в среднем 20 000 лет, так что у нас еще есть несколько тысяч лет климатического оптимума, прежде чем мы войдем в следующую 100 000-летнюю ледниковую эпоху.
Тим Сампф, выпускник факультета промышленной инженерии, специализировался на возобновляемой энергии, устойчивом развитии и экономике замкнутого цикла. Будучи руководителем отдела «Знания» и статистиком, он также занимался вопросами, связанными с климатом, исследованиями и технологиями.