Ученые давно предполагают, что климатическая система нашей планеты тесно связана с небесными движениями Земли.
Ход последних ледниковых периодов, например, объясняется изменениями формы орбиты нашей планеты вокруг Солнца, а также циклическими изменениями наклона Земли вокруг своей оси и ее "верхней "подобное" колебание на этой оси, и все это в совокупности влияет на распределение и интенсивность солнечного излучения.
Теперь выясняется, что вариации осевого наклона - то, что ученые называют «наклоном» - планеты оказывают существенное влияние на подъем и опускание Антарктического ледяного щита, ледяного покрова глубиной в несколько миль, который блокирует огромные объемы воды, которые, если бы они растаяли, резко подняли бы уровень моря и изменили бы береговые линии мира.
На этой неделе (14 января 2019 г.) в журнале Nature Geoscience группа под руководством Ричарда Леви из Новой Зеландии GNS Science и Университета Виктории в Веллингтоне и Стивена Мейерса из Университета Висконсин-Мэдисон описывает исследование это соответствует геологической летописи льда Антарктиды с периодическими астрономическими движениями Земли. Сравнивая эти две записи, исследователи из Новой Зеландии и Висконсина резюмируют историю Антарктического ледяного щита на протяжении большей части последних 34 миллионов лет, начиная с момента его образования.
В основе новой точки зрения на Антарктический ледяной щит лежит уточненная оценка чувствительности климатической системы Земли к изменениям угла наклона, мощный инструмент для исследования ледяной истории Антарктики.
Исследование важно, потому что оно выявляет закономерности роста и разрушения ледяного щита в течение геологического времени, включая наличие морского льда, тонкого и хрупкого слоя замерзшего океана, окружающего Антарктиду. Критическое открытие предполагает, что в мире, нагреваемом растущим количеством углекислого газа в атмосфере, потеря морского льда, вероятно, усилит циклическое воздействие наклона Земли на ледяной щит по мере нагрева океанских вод. Потеря морского льда из-за потепления климата может спровоцировать нестабильность Антарктического ледяного щита с тяжелыми последствиями для глобального уровня моря.
«Это исследование характеризует рост и разрушение Антарктического ледяного щита и проливает свет на то, что заставляет его меняться», - объясняет Мейерс, профессор геонаук из Университета Вашингтона в Мэдисоне и эксперт по реакции климата. к изменениям солнечной радиации из-за астрономических движений Земли. «Благодаря этой работе и другим исследованиям стало очевидным, что Антарктический ледяной щит не просто существует. Он уязвим для разрушения».
Впервые измеренные в конце 1950-х годов гляциологом Университета Западного Уэльса в Мэдисоне Чарльзом Бентли, один только Западно-Антарктический ледяной щит содержит достаточно льда, чтобы поднять уровень моря примерно на 5 метров. Континентальный ледяной щит на сегодняшний день является самой большой ледяной массой на Земле. Глубина местами превышает 26 миллионов кубических километров льда. Бентли и его коллеги обнаружили, что ледяной щит настолько тяжелый, что большая часть западно-антарктического ледяного щита находится на суше на тысячи метров ниже уровня моря, что местами превращает его в морской ледяной щит.
Морские ледяные щиты, отмечают Леви и Мейерс, особенно чувствительны к теплу, доставляемому океанскими течениями. Быстротекущие внутренние ледяные потоки Западной Антарктики подкреплены плавучими шельфовыми ледниками, которые, если они уменьшатся или исчезнут, повышают вероятность безудержного течения морских льдов Западной Антарктиды.
Новое исследование предполагает, что сокращение морского льда из-за изменения климата разрушит барьер, удерживающий ледяной щит, включая его части ниже уровня моря, на месте.
Морской лед создает барьер между океаном и льдом. Если мы не сможем достичь целей по выбросам углекислого газа и средняя температура Земли повысится более чем на 2 градуса по Цельсию, морской лед уменьшится, и мы прыгнем в мир, который больше похоже на то, что в последний раз наблюдалось в период от раннего до середины миоцена», - говорит Леви, имея в виду геологическую эпоху, которая закончилась около 14 миллионов лет назад, когда Земля и ее полярные регионы были гораздо более умеренными, с атмосферой, перенасыщенной углекислым газом и глобальными температура в среднем выше на 3-4 градуса по Цельсию (от 7 до 9 градусов по Фаренгейту).
Чтобы воссоздать историю ледяного щита, Мейерс и Леви обратились к геологическим записям, окружающим Антарктиду, и связали их с более отдаленными кернами глубоководных морских отложений, содержащими ископаемые раковины микроскопических организмов, обитающих в океане, известных как фораминиферы, или формы. По словам Мейерса, химический состав форамовых оболочек, в частности изотопы кислорода, содержит признаки, документирующие приливы и отливы антарктического льда. Форамы, живущие в глубоком океане, накапливают изотопы в своих панцирях, и различные изотопы кислорода могут дать подробную химическую запись изменяющихся объемов Антарктического ледяного щита.
Эти геологические данные, говорят Леви и Мейерс, предполагают значительную изменчивость размера Антарктического ледяного щита, обусловленную предсказуемыми изменениями астрономических параметров Земли и пороговыми изменениями уровня углекислого газа в атмосфере. До этого нового исследования было загадкой, почему ледяной щит по-разному реагировал на одни и те же астрономические циклы в разное время. Связывание этих циклов с подробными химическими данными позволяет предположить, что повышенное содержание углекислого газа в атмосфере и связанная с этим потеря морского льда вокруг Антарктики сыграли большую роль в усилении влияния изменений в астрономических движениях Земли на прочность и стабильность антарктического льда. Лист.
«Все эти данные говорят о том, что нам нужно заняться расщеплением и сократить выбросы парниковых газов», - говорит Леви, отмечая, что в 2017 и 2018 годах антарктический морской лед уменьшился после нескольких десятилетий роста. «Мы не хотим терять этот морской лед».
Это исследование было поддержано контрактом C05X1001 Министерства бизнеса, инноваций и занятости Новой Зеландии (R. H. L., T. R. N., N. R. G. и R. M. M.) и грантом Национального научного фонда EAR-1151438 (S. R. M.).