Вечная мерзлота - это земля, которая остается замороженной в течение всего года; он покрывает почти четверть суши Северного полушария. Замерзшее состояние вечной мерзлоты позволяет ей хранить большое количество углерода; примерно вдвое больше, чем в атмосфере. Скорость и степень будущего таяния вечной мерзлоты и последующее выделение углерода трудно предсказать только на основании современных наблюдений.
Однако обнаруженная в ходе этого исследования важнейшая связь между летним морским льдом в Арктике и вечной мерзлотой в прошлом стала понятной, что имеет важные последствия для будущего.
проф. Гидеон Хендерсон, автор исследования, проведенного на кафедре наук о Земле Оксфордского университета, сказал: «Мы были удивлены, обнаружив, что времена, когда вечная мерзлота таяла в прошлом, не просто совпадали с периодами, когда Земля была самой теплой., но были гораздо более вероятны, когда летом Арктика была свободна ото льда. Это открытие о поведении вечной мерзлоты в прошлом предполагает, что ожидаемая потеря арктического морского льда в будущем ускорит таяние вечной мерзлоты, которая в настоящее время встречается на большей части территории Сибири».
В последние годы наблюдается значительное уменьшение арктического морского льда, и ожидается, что в ближайшие десятилетия Арктика освободится от летнего морского льда. Такая потеря морского льда, вероятно, приведет к ускорению таяния вечной мерзлоты в Сибири и последующему выбросу углерода.
Новое исследование основано на сложной полевой работе по обнаружению и исследованию сибирских пещер. Пещеры являются мощными регистраторами периодов, когда в прошлом отсутствовала вечная мерзлота. Сталагмиты, сталактиты и наплывы могут образовываться только при наличии жидкой воды и, следовательно, не тогда, когда вышележащая земля постоянно промерзает. Наличие сталагмитов в пещерах под современной вечной мерзлотой, таким образом, демонстрирует периоды, когда вечная мерзлота отсутствовала в прошлом.
Разработка новых подходов к датированию сталагмитов с использованием измерений природного урана и свинца позволяет датировать обнаруженные сталагмиты, а значит и периоды отсутствия вечной мерзлоты, за последние полтора миллиона лет. Сталагмиты периодически росли от 1 500 000 до 400 000 лет назад и не росли последние 400 000 лет. Время образования сталагмитов и, следовательно, отсутствие вечной мерзлоты связаны не только с глобальными температурами в прошлом, но и значительно более распространены, когда Северный Ледовитый океан был свободен от морского льда летом.
Это исследование показывает, что несколько процессов могут привести к связи между арктическим морским льдом и вечной мерзлотой. Отсутствие морского льда приводит к увеличению переноса тепла и влаги из океана в атмосферу и, следовательно, к переносу более теплого воздуха далеко по суше в Сибирь. Перенос влаги также увеличивает количество снегопадов в Сибири в осенние месяцы. Этот снежный покров изолирует землю от экстремально холодных зим, что приводит к повышению среднегодовой температуры почвы, дестабилизируя вечную мерзлоту. Следовательно, в регионах с повышенным снежным покровом и теплоизоляцией вечная мерзлота начнет таять, высвобождая углекислый газ, который задерживался в течение тысячелетий.