Холодный рывок в тропиках

Тропические ледники реагировали на эпизоды похолодания в Гренландии и Антарктике на протяжении последних 20 000 лет. К такому выводу пришли исследователи, в основном из CNRS, Университета Жозефа Фурье, Университета Экс-Марсель и IRD, в сотрудничестве с коллегами из США, Колумбии и Великобритании. Их работа, охватившая 21 ледник в Андах, была опубликована 24 августа 2014 года в журнале Nature.

Как и повсюду на планете, тропические ледники (расположенные по обе стороны экватора между 23° с.ш. и 23° ю.ш.) отступают с момента последнего ледникового максимума около 20 000 лет назад. Это отступление прерывалось остановками и наступаниями, однако детальная хронология этих событий в тропиках до сих пор оставалась неясной. Анализ, проведенный международной группой исследователей в Андах (где находится более 99% тропических ледников), показал, что эти ледники расширялись не только во время похолодания в Гренландии (12 000 лет назад), но даже сильнее — во время холодного события в Антарктике (14 000 лет назад).

Ученые сосредоточились на этих периодах, поскольку в то время в северном и южном полушариях наблюдались противоположные климатические тенденции. С 14 500 до 12 900 лет назад потепление в Антарктике прервалось (так называемый Антарктический холодный реверс, ACR), в то время как температуры в Гренландии были относительно высокими. Напротив, следующий период, известный как поздний дриас (YD, 12 900–11 600 лет назад), был отмечен похолоданием в северном полушарии, в то время как в Антарктике температуры снова начали расти. Поскольку тропические ледники находятся на полпути между этими регионами, можно было ожидать, что они отреагируют на оба периода похолодания. Однако до сих пор считалось, что ледники подвержены влиянию только событий в северном полушарии, на основе датировок прошлых наступлений. Поэтому ключевым для анализа прошлой реакции на климат в Андах стало определение качества этих датировок.

Даты фаз наступления ледников определяли, анализируя морены — каменистые обломки, переносимые ледником. Когда ледник начинает отступать, фронтальные морены больше не защищены льдом, и запускается своего рода «геологический хронометр»: в породах начинают накапливаться бериллий-10 и гелий-3, образующиеся под воздействием космических лучей. Около двадцати ледников в Венесуэле, Перу, Боливии и северной Аргентине уже были датированы таким образом. Однако большие погрешности и различия в методах не позволяли провести точное сравнение. Улучшив точность и надежность своих геохронометров, исследователи обновили хронологию, используя стандартизированный метод, и добавили датировку морен ледника Ритакоба-Негро в Колумбии (северные тропические Анды).

Ученые смогли продемонстрировать, что в масштабе тысячелетий тропические ледники как к северу, так и к югу от экватора развивались сходным образом. Общее отступление на несколько километров за последние 20 000 лет прерывалось остановкой или наступлением продолжительностью в несколько сотен лет в начале ACR, а затем все менее значительными ледниковыми эпизодами в конце YD, в начале голоцена (около 10 000 лет назад) и во время малого ледникового периода (XIII–XIX века).

Климатическая модель помогла выяснить причину этих колебаний. Она показывает, что изменения температуры, а не количества осадков, стали причиной основных колебаний ледников во время ACR и YD. Эти локальные температурные вариации, в свою очередь, объясняются глобальным ростом концентрации CO₂, а также изменениями силы океанических течений, которые перераспределяют тепло и сглаживают температурные различия между полюсами и тропиками.

Исследование показывает, что тропические ледники имеют собственную динамику (отличную от более изученных альпийских ледников), которая включает климатические влияния обоих полушарий (а не только северного, как в случае с альпийскими ледниками). Ключевой момент: тропические ледники имеют решающее значение для населения Анд, которое зависит от них в плане питьевой воды и электроэнергии. Однако тропические андские ледники уже потеряли 30–50% своей площади за последние сорок лет, поэтому крайне важно понять, как они реагируют на климатические изменения. Полученные знания позволят ученым улучшить понимание региональных последствий глобального изменения климата под влиянием роста концентрации атмосферного CO₂ и перераспределения энергии океанами.