В образцах горных пород обнаружена запись реакции антарктического ледникового щита на климатические циклы

Учёные из Калифорнийского университета в Санта-Круз, проанализировав необычные образцы горных пород, собранные ранее в Антарктиде, обнаружили уникальную запись о том, как Восточно-Антарктический ледниковый щит реагировал на изменения климата в течение 100 000 лет в позднем плейстоцене. Восточно-Антарктический ледниковый щит — крупнейшая ледяная масса на планете, и понимание его чувствительности к изменению климата критически важно для прогнозов повышения уровня моря.

Исследование, опубликованное 15 сентября в Nature Communications, предоставляет доказательства изменений в основании ледникового щита на обширной территории в ответ на циклические климатические изменения в плейстоцене. Эти изменения отразились в типах минералов, отложившихся у его основания. «Ключевой вывод заключается в том, что ледниковый щит реагировал на изменения температуры в Южном океане, — говорит соавтор работы Терренс Блэкберн. — Тёплая вода подтачивает края щита и заставляет лёд течь быстрее, и эта реакция достигает глубинных его частей».

Образцы состоят из чередующихся слоёв опала и кальцита, сформировавшихся как минеральные отложения у основания щита и фиксирующих циклические изменения в составе подлёдных флюидов. Датирование слоёв показало чёткую корреляцию с реконструкцией температуры поверхности полярных морей по ледяным кернам: опал откладывался в холодные периоды, а кальцит — в тёплые. Эти климатические колебания, происходившие каждые несколько тысяч лет, связаны с ослаблением и усилением атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC).

Полученные данные демонстрируют чувствительность Антарктического ледникового щита к небольшим, краткосрочным климатическим флуктуациям. Два проанализированных образца были собраны в ледниковых моренах на расстоянии более 900 км друг от друга и формировались в разные периоды, охватывая в сумме более 100 000 лет, что указывает на широкомасштабный и долговременный характер процесса.

Механизм образования слоёв связан с необычной гидрологией под ледниковым щитом. Геотермальный нагрев вызывает таяние у его основания. При движении к краям щита талая вода начинает замерзать, концентрируя растворённые минералы и образуя сверхсолёные рассолы. Сначала осаждается кальцит, а из более старых рассолов, обеднённых углеродом, — опал. Для формирования слоя кальцита поверх опала требуется приток богатой углеродом талой воды, что происходит в тёплые фазы циклов, когда замедление AMOC приводит к потеплению в Южном полушарии и подтоплению шельфовых ледников тёплой водой.

Результаты указывают на температуру воды в Южном океане как на основной механизм, управляющий реакцией Антарктического ледникового щита на глобальные климатические изменения. «Это ясно показывает, что потепление океана является движущим механизмом», — подчеркнул Блэкберн. Учёные отмечают, что ледниковый щит способен отступать в тёплые периоды и восстанавливаться при последующем похолодании, а величина потерь льда в этих циклах была достаточно мала для восстановления.