Древние ледяные щиты Антарктиды предвещают динамические изменения в будущем Земли
Девятнадцать миллионов лет назад, в период, известный как ранний миоцен, массивные ледяные щиты Антарктиды быстро и неоднократно росли и отступали. Миоцен широко считается потенциальным аналогом климата Земли в следующем столетии, если человечество сохранит нынешнюю траекторию выбросов углекислого газа.
Выяснение того, как и почему основные ледяные щиты Антарктиды вели себя так, как в раннем миоцене, может помочь в понимании поведения ледяных щитов в условиях потепления климата. Вместе ледяные щиты удерживают объем воды, эквивалентный подъему уровня моря более чем на 50 метров, и влияют на океанские течения, которые влияют на морские пищевые сети и региональный климат. Их судьба имеет глубокие последствия для жизни практически повсюду на Земле.
В то время как колебания ледяных щитов Антарктиды на протяжении миллионов лет увеличивались и уменьшались через определенные промежутки времени, что было связано с естественными колебаниями во время путешествия Земли по орбите, исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон и их сотрудники по всему миру обнаружили доказательства того, что Ледяные щиты Антарктиды в эпоху миоцена росли и сокращались чаще, чем было известно ранее.
Эти новые данные, опубликованные недавно в Трудах Национальной академии наук, указывают на то, что примерно между 19,2 и 18,8 миллионами лет назад ледяные щиты росли и отступали несколько раз в течение циклов всего в несколько тысяч лет. Это гораздо быстрее, чем можно объяснить периодическими сдвигами орбиты и оси вращения планеты, известными как циклы Миланковича, которые обычно продвигаются медленно, изменяя климат Земли и ледниковые щиты на протяжении десятков или сотен тысяч лет.
«Наши наблюдения за такой быстрой нестабильностью антарктических ледяных щитов поднимают интересный вопрос о том, что ее вызывает», — сказал один из авторов исследования Ник Салливан из Университета Вашингтона в Мэдисоне.
Исследование предлагает беспрецедентное представление о прошлом поведении пластов и опирается на хорошо сохранившиеся записи отложений Антарктического проекта бурения (ANDRILL). Проект представлял собой международное научное сотрудничество по сбору свидетельств прошлых климатических условий с помощью отложений и горных пород, пробуренных на глубине сотен метров под морским дном Антарктики.
В 2006 и 2007 годах в ходе бурения в проливе Мак-Мердо у побережья Антарктиды в районе, находящемся под влиянием обоих крупных ледниковых щитов континента, были получены подробные записи отложений миоцена, расположенные недалеко от ледникового щита.
«Мы могли ясно видеть влияние долгосрочных климатических циклов на протяженность ледникового покрова в кернах горных пород и отложений, которые мы извлекли в 2007 году, но наши первоначальные наблюдения не были достаточно подробными, чтобы обнаружить краткосрочные изменения», — сказал соавтор исследования Ричард Леви из Веллингтонского университета Виктории.
Последний анализ, проведенный Салливаном, теперь позволяет ученым «документировать прошлые изменения ледникового покрова в течение всего лишь пяти столетий или около того», — говорит Стивен Мейерс, профессор геолого-геофизических наук Университета Вашингтона в Мэдисоне, который работал с Салливаном в его анализе.
Мейерс называет это замечательным архивом. Это потому, что он содержит небольшие кусочки гравия, упавшие на морское дно, когда айсберги оторвались от ледяных щитов после откола. Количество гравия в океанских отложениях фиксирует изменения ледникового покрова, например, когда край ледникового покрова приближается к определенной части морского дна или удаляется от него.
Испытывая доказательства циклов Миланковича в отложениях, Салливан обнаружил различия в обилии гравия, предполагая, что близлежащие ледниковые щиты продвигались и отступали с повторяющимися интервалами всего в 1200 лет.
Неясно, что заставило ледяные щиты наступать и отступать с такими геологически частыми интервалами, но команда предлагает несколько потенциальных причин, основанных на предыдущих исследованиях ледяных щитов.
Одна из идей предполагает, что ледяные щиты, накапливаясь с течением времени, становились все более крутыми и тяжелыми, что привело к их обрушению. Другой предполагает, что по мере того, как толстые ледяные щиты продвигались по пересеченной местности, тепло от трения помогло временно ускорить их движение.
«Вероятно, существовало множество механизмов, которые действовали и взаимодействовали друг с другом, включая различия в местном климате и океане», — говорит Салливан.
Ученые всего мира работают над тем, чтобы лучше понять множество факторов за пределами орбиты Земли, которые контролируют поведение ледникового покрова, поскольку планета продолжает нагреваться. Ранний миоцен не совсем аналогичен современному миру, но новое исследование предполагает, что ледяные щиты Антарктиды могут быстро и неожиданно измениться в ближайшие столетия, если уровень углекислого газа и температура продолжат расти из-за антропогенных выбросов парниковых газов.
«Долгое время считалось, что ледяные щиты Антарктиды оставались большими и стабильными в течение длительных периодов времени. Но чем ближе мы смотрим, тем больше понимаем, насколько чувствительны ледяные щиты к изменениям окружающей среды», — говорит Леви. «Это понимание является ключевым, поскольку мы рассматриваем темпы, с которыми нам необходимо адаптироваться к будущему повышению уровня моря, вызванному таянием и отступлением ледяных щитов нашей планеты».
Обсудим?
Смотрите также:
