Фрагменты голубого льда возрастом до 6 миллионов лет — самые древние из когда-либо найденных — дают ключ к пониманию циклов потепления на Земле. Исследователи используют эти древние данные для уточнения моделей будущего климата.

Представить себе Землю миллионы лет назад – её ландшафты, атмосферу, температуру – непросто.

Однако в Антарктиде редкие образования, известные как области голубого льда, могут дать уникальную возможность заглянуть в то далёкое прошлое. Эти области, составляющие всего 1% континента, образуются там, где сильные ветры смывают поверхностный снег. Не все области голубого льда содержат очень старый лёд, но иногда медленное движение ледяного щита сохраняет древние слои.

Регион Аллан-Хиллз, расположенный на краю Восточно-Антарктического ледникового щита, является одним из таких районов голубого льда. Здесь исследователи обнаружили лёд возрастом до 6 миллионов лет – самый древний из когда-либо найденных.

Исследование льда, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, показало, что некоторые его участки образовались в периоды гораздо более тёплые, чем сегодня, – когда уровень моря был выше, а редколесья и луга покрывали большую часть планеты.

Ледяные керны Аллан-Хиллз не являются сплошными. Самый древний непрерывный ледяной керн, также извлечённый в Антарктиде, может иметь возраст около 1,2 миллиона лет. Учёные сравнивают непрерывные ледяные керны с видео: непрерывная, последовательная история. Образцы же голубого льда, подобные тем, что были взяты из Аллан-Хиллз, с другой стороны, представляют собой разрозненные фрагменты или разрозненные снимки, запечатлевшие события, выходящие за рамки видеозаписи.

«Преимущество Аллан-Хиллз заключается в том, насколько далеко в прошлое простираются эти снимки», — сказала Сара Шеклтон (Sarah Shackleton) из Океанографического института Вудс-Хоул и ведущий автор исследования. «Моделирование показывает, что самый древний возможный непрерывный ледяной керн в Антарктиде может иметь возраст не более 1,5 миллиона лет. Для изучения более ранних периодов нам нужны альтернативные образцы».

Проект Аллан-Хиллз является частью Центра исследования древнейшего льда (COLDEX), целью которого является обнаружение древнейших ледниковых отложений для лучшего понимания истории климата Земли.

Замороженный архив далёкого времени

Команда под руководством Шеклтон и Джона Хиггинса (John Higgins) из Принстонского университета пробурила скважину глубиной 200 метров, чтобы обнаружить эти фрагменты льда, которые удерживают «древние осадки — и, что более важно, древний воздух», — пояснил Хиггинс. Исследователи измеряли изотопы газов (например, аргона-40), чтобы оценить возраст льда, и изотопы воды (например, кислорода-18 и дейтерия), чтобы реконструировать климат прошлого.

Согласно исследованию, Антарктида охладилась примерно на 12°C за последние 6 миллионов лет, задокументировав долгосрочный переход от относительно мягкого миоцена к относительно ледяному миру, который мы знаем сегодня.

Эти данные имеют решающее значение, поскольку, хотя планета выдерживала гораздо более высокие температуры, многие её обитатели – нет: хотя последний межледниковый период был теплее, планета редко была такой тёплой, как сегодня. Прошлое – ценный источник для определения потенциальных сценариев потепления.

«Это фрагменты большей головоломки», – сказала Лидия Ферри (Lidia Ferri), гляциолог проекта PARANTAR, исследовательского проекта, реализуемого в Университете Овьедо (Испания) для изучения Южных Шетландских островов в Антарктиде. «Мы можем установить циклы и определить переломные моменты. Исчезновение льда запускает другие факторы, такие как изменения в динамике атмосферы и океанических течениях. Это глубоко взаимосвязанная система».

Прогнозы будущего климата

Главный вопрос, поднятый в ходе нового исследования, заключается в том, почему климат прошлого был таким тёплым: было ли это связано с более высокой концентрацией парниковых газов в атмосфере или же сыграли роль другие факторы? Изучая остатки атмосферы, заключённые в голубом льду, исследователи надеются уточнить модели, используемые для прогнозирования будущего Земли.

«Мы используем прошлый климат планеты как способ проверки моделей, которые мы разрабатываем для прогнозирования будущего», — пояснила Шеклтон.

Ферри согласилась, отметив ценность сбора данных за разные периоды времени. «Современные модели становятся точнее, поскольку данные более разнообразны», — сказала она. «Повышение температуры, прогнозируемое на следующие 50 лет, отличается от её повышения 10 000 лет назад, и древние данные помогают дополнить эти модели».

Группа планирует вернуться в Аллан-Хиллз, хотя полевые работы в Антарктике, как известно, сложны. «Мы находимся в удалённом полевом лагере без постоянных сооружений», — сказал Хиггинс. «Там невероятно ветрено и совершенно изолировано».

 

Ссылка: https://eos.org/articles/new-lessons-from-old-ice-how-we-understand-past-and-future-heating