Древние арктические водные циклы — предупреждение о будущем глобальном потеплении

Исследование ископаемых растительных остатков из кернов, отобранных в Северном Ледовитом океане, показало, что в период глобального потепления, вызванного углекислым газом, резко изменились влажность, количество осадков и солёность океанской воды наряду с ростом глобальных и региональных температур. Отчёт об этом опубликован 10 августа в журнале Nature.

Экспедиция по бурению в Северном Ледовитом океане в 2004 году позволила учёным напрямую измерить образцы биологического и геологического материала с начала термального максимума палеоцена-эоцена (ПЭТМ) — периода быстрого и экстремального глобального потепления около 55 миллионов лет назад. Это дало исследователям прямой источник измеримой информации о глобальном потеплении из эпохи, когда общая глобальная температура была выше и более однородной от субтропиков до Арктики.

Исследователи измерили изотопы углерода и водорода в остатках ископаемых растений и реконструировали характер осадков и особенности древней арктической воды. «Наши результаты многое рассказали нам о том, как крупномасштабный водный цикл затрагивается во время глобального потепления», — сказал Марк Пагани, профессор геологии и геофизики Йельского университета и ведущий автор исследования.

Во время ПЭТМ температурные различия от тропиков до полюсов были меньше, что уменьшило количество осадков между субтропиками и Северным полюсом и увеличило объём воды, транспортируемой в Арктику. «Похоже, что существенное увеличение осадков привело к усиленному речному стоку, снижению солёности океана и резкому падению уровня кислорода в Северном Ледовитом океане», — пояснил Пагани.

«Важно понимать, что влияние глобального потепления — это не только палящее лето, но и водный цикл. Нам нужно предвидеть большие изменения в характере осадков по мере роста температур — где и когда будут идти дожди и будут ли доступны водные ресурсы», — отметил учёный. «Эта работа — потенциальный красный флаг для грядущих событий».

Совместный анализ данных экспедиции со сложным климатическим моделированием подтвердил, что рост уровня CO₂ в период ПЭТМ был как минимум вдвое больше, чем предполагалось ранее. «Теперь у нас есть довольно хорошая корреляция между данными о прошлых тёплых периодах и более высокими концентрациями углекислого газа. Это говорит о том, что перевести климатическую систему в тёплое состояние не так уж сложно. Если просчитать цифры, это почти идентично тому, что, как ожидается, произойдёт в следующие несколько сотен лет», — заявил соавтор работы Мэтью Хубер из Университета Пердью.

Экспедиция была проведена в рамках Интегрированной программы океанского бурения (IODP), международной программы морских исследований, финансируемой в основном Национальным научным фондом США и Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии.