Из древнего ила со дна озера на Тибетском нагорье в Азии ученые могут расшифровать видение будущего Земли. Это будущее, как выясняется, будет очень похоже на теплый период середины плиоцена - эпоху 3,3-3 миллиона лет назад, когда средняя температура воздуха в средних широтах редко опускалась ниже нуля. Это было время, когда вечные льды только начинали цепляться за северные полярные регионы, а альпийская вечная мерзлота в средних широтах - или вечно мерзлая почва - была гораздо более ограниченной, чем сегодня.
Глобальная вечная мерзлота сегодня содержит колоссальные 1 500 триллионов граммов углерода. Это в два раза больше, чем хранится в атмосфере. Альпийская вечная мерзлота, расположенная ближе к экватору на больших высотах, не так хорошо изучена, как арктическая вечная мерзлота, но содержит 85 триллионов граммов углерода. При плавлении он может выделять углекислый газ и метан - парниковые газы, влияющие на глобальную температуру.
Вечная мерзлота Альп, как ожидается, будет таять быстрее, чем арктическая вечная мерзлота, в нынешних условиях глобального потепления, согласно новому исследованию, опубликованному в Nature Communications, и это может еще больше способствовать повышению глобальной температуры.
"Концентрации углекислого газа в атмосфере сегодня аналогичны, а может быть, даже выше, чем в середине плиоцена из-за сжигания ископаемого топлива, и поэтому ученые указывают на тот период времени как на аналог нашего настоящего и ближайшего будущего. климата», - сказала соавтор статьи Кармала Гарсионе, декан Научного колледжа Университета Аризоны. «Мы еще не ощущаем в полной мере последствия повышения содержания углекислого газа в атмосфере, потому что нашей земной системе требуется время, чтобы приспособиться."
«Мы хотели оценить стабильность современной вечной мерзлоты в глобальном масштабе в более теплом, чем сегодня, климатическом сценарии», - сказал Фэн Ченг, ведущий автор статьи и профессор Пекинского университета в Китае. Ченг ранее работал с Гарционе в качестве научного сотрудника. «Наши результаты были очень неожиданными и подчеркивают тот факт, что нам нужно приложить больше усилий для мониторинга стабильности вечной мерзлоты в альпийском регионе».
Команда использовала карбонат - семейство минералов, - которое образовалось в озере на Тибетском плато, для оценки температуры в период плиоцена (от 5,3 до 2,6 миллионов лет назад) и периода плейстоцена (от 2,6 миллиона до 11 700 лет назад). назад). Когда водоросли растут в озерах, они поглощают углекислый газ из воды и, как следствие, снижают кислотность озера. Это уменьшение заставляет озеро образовывать мелкозернистые карбонатные минералы, которые оседают на дне озера. Атомы в этом карбонате отражают температуру, при которой образовался карбонат, и их можно использовать как термометр, путешествующий во времени.
Тибетское плато, расположенное на высоте более 15 400 футов, является крупнейшим альпийским регионом вечной мерзлоты на Земле, но другие можно найти на Монгольском плато в Центральной Азии, в канадских и американских Скалистых горах, южные участки Анд и другие горные хребты по всему миру на высотах, где температура воздуха постоянно ниже нуля.
Команда также смоделировала палеоклимат на Земле во время плиоцена. Они обнаружили, что не только средняя температура на большей части Тибетского плато была выше точки замерзания в плиоцене, но и во многих альпийских регионах по всему миру.
В конечном счете, моделирование предполагает, что при нынешних уровнях содержания углекислого газа в атмосфере в будущем будет потеряно 20% площади арктической вечной мерзлоты и 60% площади альпийской вечной мерзлоты. Высокогорные альпийские регионы более чувствительны к потеплению, чем арктические регионы высоких широт, в условиях более высокого содержания углекислого газа в атмосфере.
«Плиоцен - важный период как древний аналог того, как Земля приспособится к углекислому газу, который люди уже выпустили в атмосферу», - сказал Гарционе. «Нам нужны более качественные и широкие исследования уязвимости альпийских регионов в сценариях глобального потепления. Большое внимание уделяется стабильности арктической вечной мерзлоты, поскольку она покрывает большую площадь суши и содержит огромный резервуар органического углерода, заключенного в вечной мерзлоте, но мы также должны знать, что альпийские регионы могут пропорционально потерять больше вечной мерзлоты и важны для понимания потенциального выброса углерода в сценариях глобального потепления».