Ледовые шапки Земли начали отступать и наступать каждые 100 тысяч лет в далеком прошлом из-за почти полной остановки «конвейера» течений у берегов Антарктики и резкого понижения доли СО2 в атмосфере.
Современный ледниковый период в истории Земли, как сегодня считают геологи, начался примерно 2,6 миллиона лет назад. Главной его особенностью является то, что площадь оледенения и температуры поверхности Земли на всем его протяжении не были постоянными. Иначе говоря, ледники постоянно отступали и наступали.
Эти циклы оледенений и «оттепелей», как сегодня считают многие ученые, в первую очередь связаны с так называемыми циклами Миланковича – «качаниями» орбиты Земли, меняющими то, как много тепла получают полюса и умеренные широты.
Другие геологи и климатологи считают, что на самом деле эти резкие изменения климата связаны не с «космическими», а вполне земными факторами, такими как перестройки «конвейера» течений в мировом океане или резкое повышение или понижение доли СО2 в атмосфере.
Особенно большие споры между сторонниками этих идей вызывает так называемая «стотысячелетняя проблема». Дело в том, что в первой половине ледникового периода длина этих циклов составляла около 40 тысяч лет, что вполне укладывается в теории сторонников «космического» происхождения ледникового периода.
Примерно 1,2 миллиона лет назад ситуация резко изменилась, и оледенения и оттепели начали сменять друг друга каждые 100 тысяч лет. Причины этого пока не ясны, что вызывает споры уже среди сторонников «климатической» теории оледенения.
Адам Хасенфратц из Высшей технической школы Швейцарии в Цюрихе и его коллеги нашли первый однозначный ответ на этот вопрос, изучая образцы осадочных пород, извлеченные со дна Атлантического океана в окрестностях южного острова Буве, одного из самых изолированных клочков суши в мире.
Эти отложения, как объясняют ученые, формировались на дне Атлантики на протяжении последних 1,5 миллионов лет, и внутри них сохранились микроскопические панцири и другие останки водорослей и планктона, живших в древних морях.
Флуктуации в температуре воды, как объясняют ученые, достаточно сильно влияют на химический и изотопный состав панциря некоторых водорослей и зоопланктона, что позволяет использовать их отложения в качестве своеобразной «климатической летописи». Она позволяет узнать не только то, как менялась температура вод морей и океанов в далеком прошлом, но и понять, в какую сторону и как двигались течения.
В данном случае через эту точку проходят два глубинных полярных течения, омывающих подножье Антарктиды и играющих важную роль в круговороте воды между верхними и нижними слоями океана.
Восстановив историю их активности по останкам водорослей, ученые обнаружили, что в первой половине ледникового периода различия в температуре воды между ними были относительно небольшими. Это говорит о том, что глубинные и приповерхностные воды Атлантики в то время активно перемешивались, что мешало «захоронению» больших количеств СО2 в толще океана.
Примерно 1,2―1,1 миллиона лет назад, картина резко изменилась – различия между слоями океана начали быстро расти, и глубинные слои вод почти перестали подниматься к его поверхности. Подобное ослабление круговорота течений должно было привести к резкому уменьшению доли СО2 в атмосфере из-за того, что он оказывался «замурованным» в глубинных слоях воды.
Все это, как предполагают ученые, усилило и продлило периоды оледенения, увеличив их длину с классических 40 тысяч лет, предсказываемых циклами Миланковича, до фактических 100 тысяч лет.
Нечто похожее – ослабление круговорота течений и «перемешивания» воды между глубинными и поверхностными слоями океана – происходит и сегодня. Если эти тренды продолжатся, то они могут не только замедлить глобальное потепление, но и повлиять на климат самым непредсказуемым образом уже в ближайшие столетия.
Источник Science