Исследование разрешает противоречие в данных о температурах Гренландии в конце последнего ледникового периода
Новое исследование трех ледяных кернов из Гренландии документирует потепление крупного ледникового щита в конце последнего ледникового периода, разрешая давний парадокс относительно сроков этого потепления.
Крупные ледниковые щиты покрывали Северную Америку и северную Европу около 20 000 лет назад, в самый холодный период оледенения, когда глобальные средние температуры были примерно на четыре градуса Цельсия ниже, чем в доиндустриальную эпоху. Затем изменения орбиты Земли вокруг Солнца увеличили количество солнечной энергии, достигающей Гренландии. Начиная примерно с 18 000 лет назад, высвобождение углерода из глубинных слоев океана привело к постепенному росту концентрации углекислого газа (CO₂) в атмосфере. Однако, как отмечают исследователи, предыдущие анализы ледяных кернов из Гренландии не показывали ожидаемого потепления в ответ на увеличение CO₂ и потока солнечной энергии.
В этом новом исследовании, финансируемом Национальным научным фондом (NSF) и опубликованном на этой неделе в журнале Science, ученые реконструировали температуры воздуха, исследуя соотношения изотопов азота в воздухе, захваченном во льду, вместо изотопов в самом льду, которые использовались в прошлых работах. Согласно ведущему автору Кристо Буйзерту, постдокторскому исследователю из Университета штата Орегон, новый анализ не только обнаружил значительное потепление в ответ на рост атмосферного CO₂, но и зафиксировал тенденцию потепления со скоростью, близко соответствующей прогнозам климатических моделей для периода выхода Земли из ледникового периода.
«Записи изотопов из самого льда Гренландии предполагают, что температуры 12 000 лет назад, в период так называемого позднего дриаса, были практически такими же, как и 18 000 лет назад, когда большая часть северного полушария все еще была покрыта льдом, — сказал Буйзерт. — Это никогда не имело особого смысла, потому что между 18 000 и 12 000 лет назад уровень CO₂ в атмосфере значительно вырос. Но когда вы реконструируете историю температур, используя соотношения изотопов азота в качестве индикатора температуры, вы получаете совершенно иную картину. Азотная температурная запись показывает, что к 12 000 лет назад температуры в Гренландии уже повысились примерно на пять градусов Цельсия, что очень близко к тому, что, согласно условиям, должны были предсказать климатические модели».
Помимо постепенного потепления на пять градусов Цельсия за 6000-летний период, начавшийся 18 000 лет назад, исследование изучило два периода резкого потепления и один период резкого похолодания, зафиксированные в новых ледяных кернах. Исследователи заявляют, что их основная гипотеза связывает все три эпизода с изменениями в атлантической меридиональной циркуляции (AMOC), которая переносит теплую воду из тропиков в высокие северные широты. Первый эпизод вызвал скачок температуры воздуха в Гренландии на 10–15 °C всего за несколько десятилетий, начавшись около 14 700 лет назад. Предполагаемое ослабление AMOC около 12 800 лет назад вызвало резкое похолодание примерно на 5–9 °C, также в течение десятилетий. Когда AMOC восстановилась около 11 600 лет назад, это привело к скачку температур на 8–11 °C, что ознаменовало конец ледникового периода и начало климатически теплого и стабильного голоцена, позволившего развиться человеческой цивилизации.
«Для этих чрезвычайно резких переходов наши данные показывают четкий след вариаций AMOC, который ранее не был установлен в исследованиях ледяных кернов, — отметил Буйзерт. — Последняя дегляциация — это естественный пример глобального потепления и изменения климата. Очень важно изучать этот период, потому что он может помочь нам лучше понять климатическую систему и то, насколько чувствительна температура поверхности к атмосферному CO₂. Потепление, которое мы наблюдали в Гренландии в конце ледникового периода, уже несколько лет назад было правильно предсказано климатическими моделями. Это придает нам больше уверенности в том, что эти модели также правильно предсказывают будущие температуры».