Климат Арктики более уязвим, чем считалось, возможно, связан с поведением антарктического ледяного щита
Первые анализы самого длинного керна донных отложений, когда-либо собранного на суше в наземной Арктике, опубликованные на этой неделе в журнале Science, свидетельствуют о том, что за последние 2,8 миллиона лет там происходили интенсивные теплые интервалы, более теплые, чем ученые считали возможным.
Более того, эти экстремально теплые периоды тесно коррелируют со временами, когда части Антарктиды были свободны ото льда и также теплыми, что указывает на сильную межполушарную климатическую связь. «Полярные регионы гораздо более уязвимы к изменениям, чем мы думали ранее», — говорят соруководители проекта Мартин Меллес из Кёльнского университета (Германия), Джули Брайтям-Гретт из Массачусетского университета в Амхерсте (США) и Павел Минюк из Северо-Восточного комплексного научно-исследовательского института в Магадане (Россия).
Данные получены из анализа кернов отложений, собранных в 2009 году из-под покрытого льдом озера Эльгыгытгын на северо-востоке российской Арктики. Озеро образовалось 3,6 миллиона лет назад в результате падения крупного метеорита, оставившего кратер шириной 11 миль (18 км). С тех пор оно аккумулировало слои осадков. Метеорит удачно попал в один из немногих районов Арктики, не подвергшихся эрозии континентальными ледниками, что оставило толстую летопись отложений практически нетронутой и непрерывной. В результате керны из озера Эльгыгытгын охватывают геологическое время почти в 30 раз большее, чем ледяные керны Гренландии, покрывающие последние 110 000 лет.
Керны отражают климатическую и экологическую историю Арктики с высокой чувствительностью. Их физические, химические и биологические свойства соответствуют глобально известной для ледниковых периодов схеме оледенений/межледниковий. Однако заметно, что некоторые теплые фазы являются исключительными, отмеченными необычайно высокой биологической активностью в озере, значительно превышающей фон довольно регулярных климатических циклов.
Для количественной оценки климатических различий, связанных с разной интенсивностью межледниковий, были детально изучены четыре теплые фазы: два самых молодых, «нормальных» межледниковья (с 12 000 лет назад и около 125 000 лет назад) и два «супер»-межледниковья (около 400 000 и около 1,1 миллиона лет назад). Согласно палеоклиматическим реконструкциям на основе пыльцы, летние температуры и годовые осадки во время супер-межледниковий были примерно на 4–5 °C теплее и на 12 дюймов (300 мм) влажнее, чем во время обычных межледниковий. Такие условия делают практически невозможным существование гренландского ледяного щита в его современной форме в те периоды.
Моделирование с использованием современной климатической модели показывает, что высокие температуры и осадки во время супер-межледниковий нельзя объяснить только орбитальными параметрами Земли или вариациями парниковых газов в атмосфере, которые, как правило, считаются движущими силами цикла оледенений/межледниковий. Это предполагает наличие дополнительных климатических обратных связей. Ученые подозревают, что триггером для интенсивных межледниковий может быть Антарктида.
Более ранние работы международной программы ANDRILL обнаружили повторяющиеся интервалы таяния Западно-Антарктического ледяного щита. Текущее исследование показывает, что некоторые из этих событий замечательно хорошо совпадают с супер-межледниковьями в Арктике.
Авторы обсуждают два сценария для будущей проверки, которые могли бы объяснить эту межполушарную климатическую связь. Во-первых, сокращение ледяного покрова и разрушение шельфовых ледников в Антарктиде могли ограничить формирование холодных придонных водных масс, которые поступают в северную часть Тихого океана и поднимаются к поверхности, что приводило к более теплым поверхностным водам, более высоким температурам и увеличению осадков на близлежащей суше.
Альтернативно, разрушение Западно-Антарктического ледяного щита, вероятно, приводило к значительному глобальному повышению уровня моря и позволяло большему количеству теплых поверхностных вод проникать в Северный Ледовитый океан через Берингов пролив.
«Исключительные потепления климата в Арктике и очевидные межполушарные взаимозависимости не были известны до наших исследований, — резюмируют соруководители проекта. — Эти данные имеют глобальное значение, принимая во внимание серьезные указания на продолжающийся коллапс шельфовых ледников вокруг Антарктического полуострова и окраин Западно-Антарктического ледяного щита и его потенциальное ускорение в ближайшем будущем — в этом отношении прошлое может быть ключом к будущему».