Находка космической пыли в арктических льдах ставит под вопрос существующие модели климата

Новости МирТесен

Анализ арктического льда, содержащего космическую пыль, указывает на необходимость пересмотра существующих климатических моделей. Благодаря новому исследованию появилась возможность реконструировать историю морского льда в Арктике за последние 30 000 лет, используя космическую пыль как источник информации о прошлом.

В статье, появившейся на прошлой неделе в журнале Science, исследователи представили результаты, позволяющие расширить горизонты, ограниченные периодом спутниковых наблюдений, и предоставили важные сведения, необходимые для изучения изменений, происходящих в Арктике, а также для оценки угроз, нависших над этим уязвимым регионом.

Непрерывно на земную поверхность выпадают микроскопические частицы, прибывшие из космоса. Однако только недавно ученым удалось найти способ применять эту пыль для изучения климата прошлого. В период, когда Северный Ледовитый океан скован льдом, он выступает в роли преграды, препятствующей проникновению космической пыли на дно. Когда ледник отступает и тает, частицы космического происхождения проникают в водную среду и оседают вместе с морскими отложениями.

Изучив концентрацию внеземного гелия-3, редкого изотопа, присутствующего в космической пыли, а также локально образующегося тория-230 в образцах донных отложений, полученных путем целенаправленного бурения, ученые реконструировали многовековые колебания арктического ледового покрова. Данный подход был использован для анализа образцов, собранных на трех участках, выбранных с учетом современного распределения льда: один расположен под постоянным льдом, второй – на границе динамичного ледового покрова, а третий – на участке, где лед перешел от постоянного к сезонному за последние четыре десятилетия. Полученные данные в совокупности позволили зафиксировать подробную историю изменений морского льда, охватывающую период, предшествующий последнему ледниковому максимуму.

Изучение донных отложений предоставило ученым беспрецедентную возможность реконструировать события, происходившие в далеком прошлом нашей планеты. В эпоху максимального развития последнего ледникового периода, приблизительно 20 000 лет назад, космическая пыль практически не осаждалась на морское дно, что позволяет предположить, что вся центральная Арктика была покрыта многолетним льдом. С наступлением потепления и завершением ледникового периода концентрация пыли в отложениях увеличивалась. Уменьшение площади ледяного покрова коррелировало с периодами повышенной биологической активности, что подтверждается наличием определенных микроскопических окаменелостей и изменениями в использовании питательных веществ, зафиксированными в кернах.

Наиболее удивительным оказалось то, что послужило причиной этих изменений. В отличие от предыдущих представлений, свежие данные указывают на то, что определяющим фактором, влияющим на ледяной покров Арктики, является потепление атмосферы, а не температура океана. Это говорит о том, что таяние льда, скорее всего, будет происходить с возрастающей скоростью, поскольку воздушная среда более чувствительна к изменениям климата, чем глубоководные океанические течения.

«Точное прогнозирование сроков и географического распределения уменьшения ледяного покрова позволит выявить факторы, вызывающие потепление, спрогнозировать трансформации в экосистемах и рыболовстве, а также подготовиться к изменениям в геополитической обстановке », — говорится в пресс-релизе, распространенном ведущим автором исследования, профессором Фрэнки Павиа.

Начиная с 1979 года, когда начался спутниковый мониторинг, площадь арктического морского льда уменьшилась на более чем 42%. Климатические модели прогнозируют, что в ближайшие десятилетия регион может быть полностью свободен ото льда в летний период. Данное изменение служит индикатором глобального потепления и приводит к цепи экологических и социальных изменений. Арктический морской лёд выполняет функцию отражателя, направляя солнечный свет обратно в космос. С его исчезновением более тёмная вода океана начинает поглощать больше тепла, что ускоряет процесс потепления в рамках обратной связи, которую специалисты обозначают как «арктическое усиление».

Биологические последствия также могут быть весьма существенными. Проведенное исследование выявило непосредственную взаимосвязь между сокращением ледяного покрова и увеличением биологической продуктивности. Благодаря открытой воде, солнечный свет проникает на большую глубину, что стимулирует фотосинтез и вызывает цветение фитопланктона. « Сокращение ледяного покрова Арктики в будущем, вероятно, приведет к росту усвоения питательных веществ фитопланктоном, что окажет влияние на всю арктическую экосистему », — добавил Павиа. Но с сокращением ледяного покрова эта уязвимая структура может быть нарушена, что повлияет на морских обитателей, арктический промысел и даже глобальные океанические потоки.

Наряду с экологическими изменениями, таяние льдов влечёт за собой и геополитические последствия. Возможны новые пути для судоходства, государства могут начать соперничество за доступные ранее ресурсы, а прибрежные поселения – ощутить всё большую неопределённость в отношении своего будущего.

Несмотря на то, что геологические скважины были взяты только с трёх территорий, как ученые, так и политики сходятся во мнении, что для всестороннего анализа требуется больше материала. Это представляет собой непростую научную и логистическую задачу в отдаленных арктических районах. В связи с быстрым потеплением региона, понимание его истории приобретает все большее значение для прогнозирования и адаптации к будущим изменениям. « Точное прогнозирование сроков и географического распределения уменьшения ледяного покрова позволит лучше понять процессы глобального потепления, спрогнозировать изменения в экосистемах и рыболовстве, а также подготовиться к геополитическим последствиям », — пояснил Павиа.