Пыль в ледяных кернах раскрывает новые данные о наступлении льдов перед ледниковым периодом

Исследователи из секции физики льда, климата и Земли (PICE) Института Нильса Бора Копенгагенского университета разработали метод, позволяющий пролить свет на тёмный период климатической истории. Работая с ледяным керном ReCap, пробуренным у побережья Восточной Гренландии, постдок Мариус Симонсен задался вопросом, почему частицы пыли из межледникового периода — более тёплого промежутка между ледниковыми периодами — были в несколько раз крупнее, чем частицы пыли из самого ледникового периода. Его исследование привело к созданию метода, способного картировать наступление ледников в холодные периоды и таяние в тёплые. Эти данные важны для климатических моделей, используемых для прогнозирования повышения уровня моря. Результаты опубликованы в Nature Communications.

Крупные частицы пыли не путешествуют далеко — они происходят из Восточной Гренландии

Основываясь на гипотезе, что крупные частицы пыли во льду не могли быть принесены издалека, тогда ещё аспирант Мариус Симонсен изучил пыль в выбранных точках на побережье Восточной Гренландии близ места бурения. Её химический состав оказался схож с составом крупных частиц во льду. Мелкие же частицы пыли во льду переносятся из Азии пыльными бурями. Таким образом, наличие крупных частиц пыли во льду указывает на присутствие обнажённой земли недалеко от места бурения. Лёд состоит из годовых слоёв, как кольца деревьев, поэтому распределение крупных и мелких частиц пыли можно связать с наступлением и отступлением льда. Крупные частицы означают близость обнажённой земли, мелкие — что земля покрыта льдом. Конец ледникового периода, когда ледяной щит отступает, хорошо изучен, объясняет Мариус Симонсен. «Но получить данные о периоде перед ледниковым периодом очень сложно. Лёд — чрезвычайно мощная природная сила, которая стирает всё на своём пути при наступлении. Однако с новым методом у нас появились данные о продвижении льда. Внезапно у нас есть связь с информацией о том, как быстро мы входим в ледниковый период, — такую, которой у нас раньше не было».

Знания о реакции ледников на содержание CO₂ в атмосфере имеют решающее значение

Важно больше знать о том, как ледники реагируют на изменения в атмосфере, и о составе атмосферы во время ледникового периода известно довольно много. Результаты нового метода теперь можно использовать для сравнения реакции ледяных масс на изменения содержания парниковых газов, таких как CO₂, в атмосфере. Мариус Симонсен отмечает: «Ледники отступали в начале нынешнего межледниковья, как и сегодня из-за изменения климата. Эти два сценария не полностью сопоставимы, потому что тогда внутреннего льда было гораздо больше, чем сейчас у побережья Восточной Гренландии, где бурили керн. Тем не менее, результаты очень интересны для создания климатических моделей, поскольку модели должны проверяться сравнением с реальностью. И с помощью нового метода мы получили точку опоры в периоде, о котором существовало не так много научных знаний». Метод помогает установить границы нашего понимания влияния парниковых газов на таяние льда и, как следствие, на уровень моря.

Метод может дать новую информацию о скорости отступления ледников

Доцент PICE Хелле Астрид Кьер говорит, что теперь цель PICE — применить новый метод в других местах, чтобы собрать больше данных об изменениях ледников в прошлом. Исследователи уже планируют новые места бурения на северо-востоке Гренландии и в Канаде, где наступление и таяние льда, вероятно, отличаются от восточногренландских. «Возможно, с помощью нового метода мы сможем увидеть, как быстро ледниковый период пришёл с севера и продвинулся на юг», — говорит Хелле Астрид Кьер.

Необходимым условием для применения метода является наличие обнажённой земли вблизи места бурения, где можно найти частицы пыли. Это имело место во время последнего межледниковья, поскольку температура тогда, примерно 115 000 лет назад, была до 8 °C выше, чем сегодня, согласно предыдущему исследованию Института Нильса Бора. Следовательно, метод, скорее всего, будет применим на северо-востоке Гренландии и в Канаде. Исследователи из Института Нильса Бора уже налаживают новые сотрудничества с канадскими коллегами на основе этого метода.

Бурение ледяного керна ReCap поддержали Датский национальный исследовательский фонд, Национальный научный фонд США (NSF), немецкий Институт Альфреда Вегенера (AWI) и программа исследований и инноваций Европейского союза Horizon 2020. Измерения пыли поддержаны финансированием ЕС ice2ice и Horizon 2020 — TIPES.