Как древняя пыль со дна океана помогает объяснить историю климата

Во время последнего ледникового периода, около 20 000 лет назад, богатая железом пыль действовала как удобрение для морского фитопланктона в южной части Тихого океана, способствуя секвестрации CO₂ и, следовательно, похолоданию Земли. Исследователи под руководством геолога доктора Торбена Штруве из Университета Ольденбурга (Германия) выяснили происхождение этой пыли, что важно для понимания как прошлых, так и современных климатических изменений.

Анализ донных осадочных кернов показал, что большая часть пыли, отложившейся в южной части Тихого океана в тот период, проделала чрезвычайно долгий путь. До 80% пыли происходило с территории современной северо-западной Аргентины. Преобладающие западные ветры переносили её почти вокруг всего земного шара. После путешествия длиной до 20 000 км эта пыль внесла значительный вклад в повышенное поступление железа в ледниковый Южный океан. Пыль из Австралии, которая доминирует сегодня, играла тогда второстепенную роль. Эти новые данные о механизмах естественного поступления железа в Южный океан опубликованы в журнале Nature Communications.

«Мы проанализировали химический „отпечаток пальца“ пыли и сравнили его с геологическими данными с нескольких континентов. Это была кропотливая работа, похожая на сборку пазла», — говорит Штруве. Команда изучила 18 кернов из района между Антарктидой, Новой Зеландией и Чили, сосредоточившись на редкоземельных элементах и изотопах неодима, свинца и стронция. Эта химическая подпись сохраняется миллионы лет и надёжно указывает на происхождение частиц.

В период пика оледенения западные ветры переносили пылевые частицы с восточных склонов центральных Анд через Атлантический и Индийский океаны. Железосодержащая пыль совершала кругосветное путешествие, прежде чем осесть в средних широтах Южного Тихого океана, где железо является ключевым и часто дефицитным питательным веществом для роста водорослей.

Исследователи пришли к выводу, что необычно высокие выбросы пыли из Южной Америки внесли значительный вклад в снижение концентрации CO₂ в атмосфере ледникового периода. Поступление богатой железом минеральной пыли снизило уровень CO₂ в атмосфере на величину до 40 ppm (частей на миллион), что составляет почти половину естественных колебаний CO₂ за последние 400 000 лет (около 100 ppm). Для сравнения, с начала индустриализации антропогенные выбросы повысили уровень CO₂ примерно с 280 до 415 ppm.

Сегодня пыли из Южной Америки в районе исследований не обнаруживается. «Глобальное потепление изменило ветры и условия окружающей среды в регионах-источниках», — отмечает Штруве. Учёные продолжают изучать керны, чтобы понять, как изменился состав пыли с пика оледенения и как это могло повлиять на изменение климата.