40-миллионолетний слой пыли поможет предсказать изменения муссонов

Ученые обнаружили тонкий слой пыли, который, как полагают, оставил самый первый зимний муссон, пересекший северо-восточный Тибет. Эта находка указывает на момент зарождения крупного погодного явления, которое приносит влагу летом и сухость зимой на значительную часть Азии. Пыль была принесена около 40 миллионов лет назад из тех же регионов, откуда ее переносят зимние муссоны сегодня. Более ранних отложений пыли не обнаружено, но с этого момента они формируются непрерывно.

Муссоны обеспечивают водой половину населения мира, но до сих пор плохо изучены. Современные климатические модели не могут прийти к единому мнению о том, как рост концентрации углекислого газа (CO₂) в атмосфере повлияет на них. Понимание того, как муссоны зародились и как это явление связано с CO₂, поможет улучшить модели. Ранее считалось, что азиатский муссон начался около 25 млн лет назад, но недавние исследования нескольких независимых команд отодвинули эту дату примерно к 40 млн лет назад. Это время совпадает с коллизией Индийского и Азиатского континентов, формированием Гималаев и Тибетского плато, а также с началом глобального похолодания Земли.

Профессор Гийом Дюпон-Ниве, специалист по палеосреде из французского Национального центра научных исследований (CNRS), предполагает, что муссоны могли сыграть ключевую роль в этом похолодании. Интенсивные дожди вызывали сильное выветривание горных пород. Этот процесс, как известно, извлекает CO₂ из атмосферы различными способами, например, через питание планктона пылью, попадающей в океан. Снижение уровня CO₂ ослабило парниковый эффект и привело к охлаждению климата. Чтобы проверить эту теорию, его команда в рамках проекта MAGIC искала следы первых муссонов, анализируя породы в Мьянме, Таджикистане и северо-восточном Тибете с помощью ископаемой пыльцы и изотопного анализа восков растений.

«Пыль в Тибете — это крупное открытие, — говорит профессор Дюпон-Ниве. — Мы фиксируем самое начало… Десятки миллионов лет пыли нет, а затем она появляется и продолжает откладываться до сегодняшнего дня». Команда установила, что появление пыли точно совпало с исчезновением огромного моря, покрывавшего Евразию от Китая до Европы. Когда Индия столкнулась с Азией, этот водоем оказался отрезанным от океана и постепенно испарился, оставив после себя пустыни. Анализ показал, что пыль пришла именно из этого региона, что доказывает изменение циркуляции воздуха.

Полученные данные помогут проверить прогнозы климатических моделей относительно будущего муссонов. Как отмечает доктор Майкл Бёрн, климатолог из Оксфордского и Сент-Эндрюсского университетов, современные модели не сходятся во мнении, приведет ли изменение климата к усилению или ослаблению муссонов. Все модели согласны, что глобальное потепление увеличивает содержание водяного пара в воздухе, что должно сделать муссоны более влажными. Однако они расходятся в оценке влияния CO₂ на такие сложные факторы, как размер облаков, направление ветра и скорость подъема влажного воздуха с моря.

«За последнее десятилетие было вложено много времени и средств в развитие этих климатических моделей… но неопределенность в прогнозах муссонов не уменьшилась», — констатирует доктор Бёрн. В своем проекте MONSOON он использовал радикально упрощенную модель «аквапланеты» без суши, чтобы сосредоточиться на фундаментальных процессах. Результаты показали, что облака и водяной пар сильно влияют на муссон. Рост CO₂ увеличивает количество водяного пара, что «имеет тенденцию делать муссон сильнее и влажнее», но также может задерживать его начало примерно на десять дней. Эти процессы, ранее почти игнорировавшиеся, могут объяснить значительную неопределенность в современных климатических прогнозах.