Использование космических лучей и радионуклидов для измерения вклада Восточно-Антарктического ледникового щита в изменение уровня мирового океана

Новое исследование, документирующее таяние ледниковых щитов в Восточной Антарктиде после последнего ледникового периода, предоставляет ученым важнейшие данные для точного прогнозирования повышения уровня моря к концу XXI века.

Текущие глобальные климатические модели не полностью учитывают вклад антарктических ледниковых щитов в изменение уровня моря, несмотря на драматические изменения в прошлом. Прогнозируемый рост уровня моря к концу XXI века составляет от 20 до 60 сантиметров и в основном связывается с Антарктическим полуостровом, Гренландией и тепловым расширением океана. Однако во время последнего ледникового периода, около 20 000–25 000 лет назад, уровень моря был на 120 метров ниже, а объем антарктического льда — в три раза больше, чем сегодня. Следовательно, документирование размера и скорости отступления Восточно-Антарктического ледникового щита (ВАЛЩ) с момента последнего ледникового максимума позволит лучше понять динамику ледниковых щитов, уточнить их чувствительность к потеплению и проверить прогнозы будущих изменений уровня моря.

Используя новый инновационный метод датирования по in situ космогенным радионуклидам, ученые впервые смогли получить количественные геохронологические ограничения на изменчивость и чувствительность объема льда ВАЛЩ. Результаты показывают, что некоторые части ледникового щита реагируют на глобальное изменение климата быстрее, чем предполагалось ранее, и что Восточная Антарктида не была источником спорного резкого скачка уровня моря на 20 метров 14 500 лет назад.

Почему это важно? ВАЛЩ содержит достаточно льда, чтобы поднять глобальный уровень моря примерно на ~60 метров. Исследование сосредоточено на прибрежных регионах, где лед сбрасывается в океан, и на крупных выводных ледниках, стекающих через глубокие бассейны, — именно эти механизмы вносят основной вклад в повышение уровня моря, но о их масштабах и темпах изменений известно мало. Ученые использовали горные хребты, выступающие над ледником, как «индикаторные рейки» для измерения прошлой высоты ледникового покрова, анализируя возраст валунов в моренах — отложениях, отмечающих прошлые границы льда.

Ключевые выводы исследования: Данные по трем регионам с разной динамикой льда (ледник Ламберта-Шельф Эймери, горы Фрамнес и горы Гровс) показали, что ВАЛЩ реагирует на изменение климата неоднородно. Сокращение толщины льда в районе ледника Ламберта началось 18 000–14 000 лет назад, а в прибрежных горах Фрамнес отступление началось позже, около 13 000 лет назад, и продолжалось до 6000–7000 лет назад. Более раннее начало дегляциации в дренажных бассейнах указывает на повышенную чувствительность этих секторов ВАЛЩ к климатическим изменениям, что не учитывается в современных климатических моделях. В то же время, реконструкция прибрежного ледникового покрова показала, что его толщина в период последнего ледникового максимума была всего на несколько сотен метров больше, а не на 1000 метров, как предсказывают некоторые модели. Это привело к важному и спорному выводу: отступление прибрежного ВАЛЩ не могло быть источником резкого скачка уровня моря (Meltwater Pulse-1a) 14 500 лет назад, так как доступный объем льда был меньше, а дегляциация началась на 1000–2000 лет позже этого события.