Вуглекислотний диригент
Льодовик в околицях австралійської полярної станції Кейп-Денісон. Ці скелі входять до переліку особливих пріородоохранних зон Антарктики ASPA. Фото: Pauline Askin / Reuters
Антарктида покрилася льодом через різке зниження частки СО2 в атмосфері, вважають вчені
Американські кліматологи прийшли до висновку, що причиною першого зледеніння Антарктиди приблизно 34 мільйони років тому було різке зниження концентрації СО2 в повітрі, а не відкриття «південних воріт» - проходу між Антарктидою і Південною Америкою і пов`язана з ним перебудова приполярних течій. Настільки значна роль вуглекислоти в появі льодовикової шапки на південному полюсі підкреслює загрозу, яку несе зростання частки парникових газів в атмосфері для її існування, пишуть вчені в статті, опублікованій в журналі Nature.
«Всі існуючі на сьогодні дослідження не враховують того, що льодовики можуть безпосередньо впливати на роботу океанічних течій і всього клімату Землі в цілому. Інакше кажучи, коли у вашій моделі починає формуватися льодовий щит, він відразу ж стає активною частиною кліматичної системи в цілому, а не пасивним гравцем, як ми вважали раніше. Всім повинно бути зрозуміло, що подібна перевірка моделей першого зледеніння Арктики і трансформації всього вигляду Землі в цілому в ту епоху не є якимось несерйозним науковим вправою. Сьогодні ми, образно висловлюючись, розкрутили маховик "виробництва" вуглекислоти на максимум, і при цьому ми не здатні рухати континентами », - розповідає Метью Хубер з університету Нью-Гемпшира в Даремі (США).
Хубер і пара його колег по університету звернули увагу на те, що скорочення південній льодової шапки в останні десятиліття досить сильно вплинуло на силу, характер взаємодії і розташування течій в приполярних регіонах світового океану. Цей феномен змусив їх задуматися про те, наскільки сильно впливають один на одного і пов`язані між собою такі кліматичні чинники, як середньорічні температури, частка СО2 в атмосфері і «малюнок» течій. Ще одне питання - як поява льодовиків впливає на всі три фактори?
Для відповіді на це питання кліматологи створили принципово нову кліматичну модель, в якій зміни площі льодовиків, концентрації вуглекислоти та інших змінних відбивалися на стані всіх інших елементів симуляції. Використовуючи цю модель, автори статті спробували дізнатися, що дійсно сталося під час так званого еоцен-олігоценового переходу, який викликав в тому числі і заледеніння Антарктиди вперше за весь час її самостійного існування.
До настання цього катаклізму, за часів еоцену і палеоцену, Земля була схожа на гігантський «парник». Середньорічні температури були високими навіть в приполярних регіонах планети, чий клімат в цілому нагадував ті умови, які характерні для помірних широт Росії сьогодні. Сьогодні існує дві основні гіпотези, які пояснюють те, чому зник цей парниковий клімат, і як планета в наступні епохи перетворилася в «льодовик».
Схема кліматичних змін під час Еоцен-олігоценового переходу за версією авторів статті. Зображення: Nature / NPG / Macmillan Publishers Limited
Одна з них - її підтримують майже всі кліматологи і геологи вже майже 40 років - говорить, що причиною всіх кліматичних змін і пов`язаного з ними масового вимирання тварин було рух трьох материків - Південної Америки, Австралії та Антарктиди. Містки суші, які об`єднували ці континенти в попередні епохи, зникли, в результаті чого виникла система циркумполярних течій, ізолювати південні приполярні регіони від потоків теплої води з тропіків.
«Еоцен-олігоценовий перехід був одним з ключових подій в історії планети і отримані нами результати перевертають все уявлення про нього з ніг на голову. Сьогодні у всіх підручниках стверджується, що його причиною було відкриття морського проходу, що сталося завдяки тому, що Австралія відокремилася від Антарктиди. В результаті полярний континент був ізольований від теплих тропічних течій, що змінило градієнти температур і характер кругообігу вод в океані біля Антарктики, що в свою чергу призвело до появи льодового щита », - пояснює Хубер.
Нечисленні прихильники другої гіпотези вважають, що головним рушійним фактором в оледенении Антарктики і причиною вимирання тварин послужили різкі коливання в концентрації вуглекислоти в атмосфері. На їхню думку, відправним поштовхом до переходу послужив якийсь кліматичний катаклізм, який призвів до різкого зниження частки СО2 в повітрі, що знизило температури повітря і привело до формування невеликої льодової шапки в Антарктиці. У свою чергу її поява перебудувало малюнок приполярних течій, що призвело до ще більшого падіння середньорічних температур і до подальшого зростання льодовиків.
Хубер і його однодумці перевірили, чи могло це відбуватися насправді. Для цього вони відтворили кліматичні умови пізнього еоцену в своїй моделі і спробували відтворити катаклізм, різко знизивши концентрацію вуглекислого газу в атмосфері і у водах світового океану. Потім вчені простежили за змінами клімату в наступні сотні і мільйони років, порівнюючи результати симуляції з тими відомостями про клімат раннього олігоцену, які були вилучені геологами з осадових порід на дні Атлантики.
На подив учених, альтернативна теорія заледеніння виявилася точною - вихідні дані кліматичної моделі досить точно відтворювали те, про що свідчить геологія. Більш того, площа, маса і розміри віртуальної полярної шапки в цілому майже не відрізнялися від поточних параметрів крижаної броні Антарктики. Коли автори статті спробували повторити аналогічний експеримент з загальноприйнятою «континентальної» моделлю, їм не вдалося відтворити народження полярних льодовиків з таким же високим ступенем достовірності. Цей факт, як вважає Хубер, говорить про те, що коливання в рівні вуглекислоти, а не рух континентів, було реальною причиною першого зледеніння Антарктики.
