Международная группа ученых, изучающая свидетельства, сохранившиеся в образованиях в прибрежной пещере, показывает, что более трех миллионов лет назад, когда Земля была на два-три градуса теплее, чем в доиндустриальную эпоху, уровень моря был на целых 16 метров выше современного. Их выводы имеют большое значение для понимания и прогнозирования темпов повышения уровня моря в настоящее время в условиях потепления климата.
Ученые, включая профессора Йемане Асмером и старшего научного сотрудника Виктора Поляка из Университета Нью-Мексико, Университета Южной Флориды, Университета Балеарских островов и Колумбийского университета, опубликовали свои выводы в сегодняшнем выпуске журнала. Природа. По словам ученых, анализ отложений из пещеры Арта на острове Майорка в западной части Средиземного моря позволил определить уровень моря, который служит целью для будущих исследований стабильности ледяного щита, калибровки модели ледяного щита и прогнозов будущего повышения уровня моря.
Уровень моря повышается в результате таяния ледяных щитов, таких как те, что покрывают Гренландию и Антарктиду. Однако, насколько и как быстро повысится уровень моря во время потепления, - это вопрос, над которым работали ученые. Реконструкция ледяного щита и изменений уровня моря в прошлые периоды, когда климат был естественно теплее, чем сегодня, обеспечивает лабораторный эксперимент в масштабе Земли для изучения этого вопроса в соответствии с докторской диссертацией USF. Студентка D. Оана Думитру, ведущий автор, которая провела большую часть своей работы по знакомству в ЕНД под руководством Асмерома и Поляка.
«Ограничение моделей повышения уровня моря из-за повышенного потепления критически зависит от фактических измерений уровня моря в прошлом», - сказал Поляк. «Это исследование обеспечивает очень надежные измерения высоты уровня моря в плиоцене».
«Мы можем использовать знания, полученные в прошлые теплые периоды, для настройки моделей ледяных щитов, которые затем используются для прогнозирования будущей реакции ледяных щитов на текущее глобальное потепление», - сказал профессор Департамента наук о Земле USF Богдан Онак.
Проект был сосредоточен на пещерных отложениях, известных как фреатические разрастания на образованиях. Отложения образуются в прибрежных пещерах на границе солоноватой воды и пещерного воздуха каждый раз, когда древние пещеры были затоплены повышением уровня моря. В пещере Арта, которая находится в 100 метрах от берега, уровень грунтовых вод совпадает - и был в прошлом - с уровнем моря, говорит профессор Джоан Дж. Fornós Universitat de les Illes Balears.
Ученые обнаружили, проанализировали и интерпретировали шесть геологических образований, обнаруженных на высоте от 22,5 до 32 метров над современным уровнем моря. Тщательный отбор проб и лабораторный анализ 70 образцов привели к возрасту от 4,4 до 3,3 миллиона лет назад (до настоящего времени), что указывает на то, что пещерные отложения сформировались в эпоху плиоцена. Возраст был определен с использованием уран-свинцового радиометрического датирования в Лаборатории радиогенных изотопов ЕНД.
«Это было уникальное совпадение идеально подходящей природной среды, разработанной командой исследователей пещер, и технических разработок, которых мы достигли за годы работы в нашей лаборатории в Университете Нью-Мексико», - сказал Асмером. «Разумные инвестиции в инструменты и методы приводят к таким впечатляющим дивидендам».
«Изменения уровня моря в пещере Арта могут быть вызваны таянием и ростом ледяных щитов или подъемом или опусканием самого острова», - сказал доцент Колумбийского университета Джеки Аустерманн, член исследовательской группы. Она использовала численные и статистические модели, чтобы тщательно проанализировать, сколько поднятий или опусканий могло произойти с плиоцена, и вычла это из поднятия исследованных ими формаций..
Одним из ключевых интервалов плиоцена, представляющих особый интерес, является средний пьяченский теплый период - около 3,264-3,025 млн лет назад, когда температура была на 2-3 градуса Цельсия выше доиндустриального уровня. «Этот интервал также отмечает последний раз, когда уровень CO2 в атмосфере Земли был таким же высоким, как сегодня, что дает важные подсказки о том, что ждет нас в будущем перед лицом нынешнего антропогенного потепления», - говорит Онак.
Это исследование показало, что в этот период глобальный средний уровень моря был на 16,2 метра (с диапазоном неопределенности от 5,6 до 19,2 метра) выше нынешнего. Это означает, что даже если атмосферный CO2 стабилизируется на нынешнем уровне, глобальный средний уровень моря, вероятно, все равно поднимется как минимум на эту же высоту, если не выше, заключили ученые. На самом деле, он, вероятно, поднимется выше из-за увеличения объема океанов из-за повышения температуры.
"Учитывая нынешние модели таяния, такое повышение уровня моря, скорее всего, будет вызвано обрушением как Гренландии, так и ледяных щитов Западной Антарктиды", - сказал Думитру.
Авторы также измерили уровень моря на 23,5 метра выше, чем сейчас, примерно четыре миллиона лет назад, во время плиоценового климатического оптимума, когда глобальные средние температуры были на 4°C выше доиндустриальных уровней. «Это возможный сценарий, если не будет предпринято активное и агрессивное снижение выбросов парниковых газов в атмосферу», - сказал Асмером.