Модели антарктического ледяного щита указывают на риск быстрого таяния

Периоды внезапного таяния антарктического ледяного щита были обнаружены в новой климатической летописи, датируемой более чем 20 миллионами лет.

Исследование, проведенное учеными-геологами из Лестерского и Саутгемптонского университетов, проливает свет на чувствительность ранних ледниковых периодов Земли к изменениям орбиты планеты.

Исследование подчеркивает последствия для стабильности Антарктического ледникового покрова в условиях современного потепления.

Прошлое Антарктического ледникового щита

На протяжении всей своей истории Антарктический ледяной щит изменялся в размерах, подобно биению сердца. Однако записи из разных мест океана выявили колебания в этих «сердцебиениях» - аномалия, которая озадачила ученых.

Этого не должно происходить, поскольку изменения антарктического льда должны оставлять одинаковый след по всему океану.

Эти вариации связаны с эксцентрической орбитой Земли, которая меняется на протяжении сотен тысяч - миллионов лет. Во время более эксцентричных орбит расстояние Земли от Солнца значительно колеблется, что приводит к периодам повышенного теплового воздействия, когда планета находится ближе.

Это повышенное тепло нарушает климатическую систему, вызывая быстрое таяние льдов. И наоборот, во время более круговых орбит ледяной покров остается более стабильным и тает меньше.

Нестабильные антарктические ледяные щиты

Исследователи изучили период между 28 и 20 миллионами лет назад - время, когда на Земле было теплее.

Для реконструкции изменений климата в прошлом команда использовала геологические керны из экспедиции Комплексной программы океанического бурения (IODP).

Эти керны, извлеченные из северо-западной части Атлантического океана, содержат записи изотопов кислорода, которые помогают ученым определить, расширялся или сжимался ледяной щит в разное время.

«Из нашего исследования видно, что антарктический ледяной щит более нестабилен, чем считалось ранее. Мы показываем, насколько чувствительным был геологически ранний антарктический ледяной щит к изменениям орбиты и оси Земли», - пояснил доктор Тим ван Пеер из Лестерского университета.

«Мы не можем считать, что современный антарктический ледяной щит стабилен. Если климатические выбросы не прекратятся, мы будем стремиться к таянию значительной части антарктического ледяного щита».

«Нам необходимо смягчить последствия изменения климата, сократив выбросы. Только так мы сможем избежать переломных моментов в стабильности антарктического ледяного щита».

Микроорганизмы и окаменелости

Исследовательская группа проанализировала образцы микроорганизмов из геологических кернов. Эти микроорганизмы сохраняют химический состав океана в своих раковинах, которые фиксируют соотношение изотопов кислорода. Измерив эти соотношения, ученые составили временную шкалу роста и таяния ледяного щита.

«Может показаться удивительным, что мы определяем пульс антарктического ледникового покрова, проводя простой химический анализ раковин ископаемых с глубоководного морского дна на другом конце света», - отметил профессор Пол Уилсон из Саутгемптонского университета.

«Но самое прекрасное то, что мы можем проследить геологическую историю за десятки миллионов лет. Наука о Земле - это путешествие во времени в прошлое, и мы постоянно извлекаем уроки, которые помогут нам понять наше будущее».

Совместные усилия для понимания истории Земли

Это исследование представляет собой многонациональное партнерство, в котором участвуют в основном ученые из Великобритании и Германии. Оно было поддержано Советом по исследованиям и инновациям Великобритании/Советом по изучению природной среды и Немецким научным фондом.

Содействие этой работе оказал IODP - финансируемая государством международная программа морских исследований, в которой участвует 21 страна. IODP изучает историю и динамику Земли путем анализа донных отложений и пород. Образцы для этого исследования были собраны во время экспедиции 342 и стали результатом многолетней совместной работы.

Университет Лестера давно участвует в IODP, начиная с 1980-х годов. Среди последних экспедиций - «Утонувшие рифы Гавайев» и «Отслеживание цунамигенного сползания через Японскую впадину (JTRACK)».

Эти экспедиции продолжают углублять наше понимание истории климата Земли и позволяют делать прогнозы на будущее.

Прогнозирование будущего антарктических ледяных щитов

Результаты исследования являются важнейшим ориентиром для совершенствования климатических моделей. Понимая динамику климата в прошлом, ученые смогут лучше предсказать будущие последствия таяния антарктических ледяных щитов.

Как подчеркивается в исследовании, сокращение выбросов остается ключом к предотвращению необратимых изменений в климатической системе Земли.

Этот взгляд на древний климат Земли подчеркивает хрупкий баланс Антарктического ледяного щита и его глубокие последствия для будущего нашей планеты.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.