Вчені виявили небезпечні ознаки швидкого танення Антарктиди

Крижані покриви Антарктиди швидко розтанули 20 мільйонів років тому через зміни орбіти. Дослідники попереджають, що сучасні викиди можуть спровокувати подібну нестабільність, закликаючи вжити заходів щодо зміни клімату.

Геологи на чолі з Університетом Лестера та Університетом Саутгемптона виявили періоди раптового танення антарктичного крижаного покриву в нових кліматичних записах понад 20 мільйонів років тому. Дослідження, нещодавно опубліковане в Nature Communications, показує, наскільки ранні льодовикові періоди нашої планети були чутливі до впливу ексцентричної орбіти Землі навколо Сонця, вказуючи на те, що льодовиковий покрив Антарктики може бути менш стабільним, ніж вважалося раніше. Крім того, дослідження пропонує зрозуміти, як Антарктика може поводитися у світі без Гренландського льодовикового щита, який розтане, якщо викиди продовжуватимуться.

Антарктичний льодовиковий щит крізь час

Записи показують, що антарктичний крижаний щит протягом історії змінювався в розмірах. Ці коливання розміру відбуваються регулярно, як і серцебиття. Існуючі записи з різних місць в океані демонструють різні «ритми» серцебиття ранніх антарктичних льодовикових періодів. Це не повинно бути можливим, тому що відбиток зростання та ослаблення антарктичного крижаного щита на кліматичних записах має бути ідентичним скрізь в океані, так само як не повинно бути можливо, що ваша нога має різну частоту пульсу, ніж ваша рука.

Ексцентричні орбіти та кліматичні ритми

Ці ритми серцебиття спричинені формою орбіти Землі навколо Сонця протягом сотень тисяч до мільйонів років. На більш ексцентричній орбіті відстань Землі від Сонця змінюватиметься більше протягом року, піддаючи їй більше тепла, коли вона близько, і менше, коли вона далі. Зростаюча спека змінює кліматичну систему Землі, іноді спричиняючи швидке танення крижаного покриву. Коли орбіта Землі більш кругла, крижаний покрив більш стабільний і танення відбувається менше.

Геологічні ключі до минулого клімату

Це нове дослідження, фінансоване Радою з досліджень та інновацій Великобританії та Німецьким науковим фондом (DFG), вивчає період між 28 і 20 мільйонами років тому, коли на Землі було тепліше, ніж сьогодні, і існували лише антарктичні крижані покриви. Використовуючи дані з геологічних кернів, отриманих експедицією Інтегрованої програми буріння океану (IODP), дослідження представляє новий еталонний кліматичний рекорд для порівняння існуючих записів, щоб допомогти вченим підвищити точність своїх кліматичних моделей, реконструюючи минулі зміни клімату. Ці відомості про минуле допомагають їм зрозуміти наслідки танення Антарктичного крижаного щита в майбутньому.

Попередження з минулого

Провідний автор, доктор Тім ван Пір зі Школи географії, геології та навколишнього середовища Лестерського університету, сказав: «З наших досліджень ми бачимо, що крижаний щит Антарктики більш нестабільний, ніж вважалося раніше. Ми демонструємо, наскільки геологічно ранній антарктичний крижаний покрив був чутливим до змін орбіти та осі Землі.

«Минулі кліматичні зміни швидко завершили деякі ранні антарктичні льодовикові періоди та спричинили значне танення. «Швидко» — це геологічна шкала часу, не така швидка, як ми можемо очікувати під час сучасної зміни клімату.

«Ми не можемо вважати, що сучасний антарктичний крижаний покрив є стабільним. Якщо кліматичні викиди продовжуватимуться, ми будемо на шляху до розтоплення великої кількості антарктичного крижаного покриву. Нам потрібно пом’якшити кліматичні зміни, зменшивши наші викиди. Це єдиний спосіб не перейти переломні точки в стабільності антарктичного крижаного щита».

Дослідження глибоководних доказів

Дослідники проаналізували зразки з геологічних кернів, отриманих із північно-західної частини Атлантичного океану в рамках експедиції IODP у 2012 році. Мікроорганізми з цих кернів записують хімічний склад океану у формі ізотопів кисню у своїх оболонках. Вимірюючи співвідношення ізотопів кисню, вчені можуть визначити, чи льодовий покрив виріс, чи зменшився, і встановити часову шкалу на основі глибини цього зразка в керні.

Професор Пол Вілсон, головний дослідник проекту в Університеті Саутгемптона, сказав: «Може бути несподівано дізнатися, що ми вимірюємо пульс антарктичного крижаного покриву, виконавши просту хімію на викопних мушлях розміром зі шпилькову головку з глибин морське дно на іншій стороні світу. Але справді чудово те, що ми можемо зробити це назад через геологічний літопис протягом десятків мільйонів років. Наука про Землю — це подорож у часі в минуле, і ми завжди отримуємо уроки, які допоможуть нам зрозуміти наше майбутнє».

Глобальне співробітництво в морській науці

IODP — це фінансована державою міжнародна програма морських досліджень, яку підтримує 21 країна, яка досліджує історію та динаміку Землі, зафіксовану в осадових відкладеннях і скелях морського дна, а також здійснює моніторинг середовища підводного дна. За допомогою кількох платформ – особливість, унікальна для IODP – вчені досліджують глибоководну біосферу та підводний океан, зміни навколишнього середовища, процеси та наслідки, а також цикли та динаміку твердої Землі. У цьому конкретному дослідженні використовуються зразки, зібрані під час Експедиції 342, і воно зайняло роки роботи об’єднаних зусиль багатонаціонального партнерства (головним чином Великобританії та Німеччини).