Реконструкция температуры глубокого моря раскрывает 1,5 миллиона лет истории глобального объема льда

Ученые объявили о крупном прорыве в понимании климатической системы Земли, реконструировав высокоточные записи изменений объема льда и температур глубокого океана за последние 1,5 миллиона лет. Исследование, опубликованное в журнале Science, дает новое представление о многолетних дебатах о том, как изменения орбиты Земли относительно Солнца приводили планету к ледниковому климату и выводили из него.

Способность реконструировать древние климатические изменения критически важна для понимания поведения климата и прогнозирования реакции планеты на антропогенные воздействия, такие как выбросы больших объемов CO₂. Однако до сих пор точная картина была затруднена, поскольку основной геологический запись ледниковых периодов — изменения соотношения изотопов кислорода (¹⁸O/¹⁶O) в раковинах фораминифер — отражает совокупный эффект изменений температуры глубокого моря и объема льда. Разделить эти сигналы было сложно.

Новое исследование, проведенное учеными Кембриджского университета, решило эту проблему, введя новый набор данных, чувствительных к температуре, — соотношение магния к кальцию (Mg/Ca) в тех же фораминиферах. Поскольку включение магния облегчается при более высоких температурах, этот показатель позволил выделить изменения температуры океана в отдельности. Вычитая этот сигнал из изотопных данных, ученые впервые построили независимую картину изменений как температуры океана, так и глобального объема льда за 1,5 млн лет.

"Раньше мы действительно не знали, что происходило во время этого перехода или по обе стороны от него, — сказал профессор Гарри Элдерфилд, руководитель исследования. — Теперь, впервые, мы смогли разделить эти два компонента, что значительно увеличивает наши шансы понять задействованные механизмы".

Особое значение исследование имеет для понимания Среднеплейстоценового перехода (Mid-Pleistocene Transition, MPT) — крупного изменения климатической системы между 1,25 млн и 600 тыс. лет назад. До MPT циклы оледенения-потепления длились около 41 000 лет, а после стали регулярно занимать 100 000 лет. Новая реконструкция показывает, что переход к 100 000-летним циклам произошел не постепенно, а довольно внезапно около 900 000 лет назад ("событие 900 000 лет"). Данные также свидетельствуют, что объем льда изменялся гораздо более резко, чем температура океана, в ответ на орбитальные изменения, а рост ледников происходил намного медленнее, чем реакция температуры океана.