Крошечная подсказка, найденная в древних отложениях, раскрыла большие секреты прошлого и будущего климата Гренландии.
Непосредственно за северо-западным краем обширного ледяного щита Гренландии исследователи Северо-Западного университета обнаружили озерную грязь, которая пережила последний ледниковый период. Грязь и останки обычных мух, устроившихся в ней, свидетельствуют о двух межледниковых периодах на северо-западе Гренландии. Хотя исследователям давно известно, что эти два периода - ранний голоцен и последнее межледниковье - испытали потепление в Арктике из-за изменений на орбите Земли, сочетание видов мух, сохранившихся с тех времен, показывает, что в Гренландии было даже теплее, чем считалось ранее.
Эта информация может помочь исследователям лучше оценить чувствительность Гренландии к потеплению путем тестирования и улучшения моделей климата и поведения ледникового покрова. Эти модели могут затем улучшить прогнозы того, как ледяной щит Гренландии, который покрывает 80 процентов арктической страны и содержит достаточно льда, чтобы равняться 20 футам глобального уровня моря, может реагировать на антропогенное глобальное потепление.
«Северо-западная Гренландия может казаться очень отдаленной, но то, что произойдет с этим ледяным щитом, будет иметь значение для всех в Нью-Йорке, Майами и каждом прибрежном городе по всему миру», - сказал Ярроу Аксфорд, старший автор исследования и адъюнкт-профессор наук о Земле и планетах в Северо-Западном университете.«Одной из больших неопределенностей в науке о климате остается то, как быстро меняется Земля, когда становится теплее. Геология дает нам возможность увидеть, что происходило, когда Земля была теплее, чем сегодня».
Исследование, опубликованное 4 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, включало вклад сотрудников Дартмутского колледжа.
Люди могут быть удивлены, увидев, как сегодняшняя холодная Гренландия выглядела во время последних двух межледниковых периодов. Сегодня температура на северо-западе Гренландии колеблется от 30 до 40 градусов по Фаренгейту, а летом здесь бывают снежные бури. Но средние летние температуры в раннем голоцене (от 8 000 до 11 000 лет назад) и в последнее межледниковье (от 116 000 до 130 000 лет назад) достигли 50-х годов.
Во время последнего межледниковья глобальный уровень моря поднялся на 15-30 футов, в основном из-за истончения ледяных щитов Гренландии и Антарктиды. Но теперь команда Northwestern считает, что ледяной щит северной Гренландии испытал более сильное потепление, чем считалось ранее, что может означать, что Гренландия несет большую ответственность за повышение уровня моря.
Слои времени
Чтобы измерить эти древние температуры, исследователи обращаются к ледяным кернам и кернам озерных отложений. Поскольку лед и озерные отложения образуются в результате постепенного накопления ежегодных слоев снега или грязи, эти керны содержат архивы прошлого. Просматривая слои, исследователи могут точно определить климатические подсказки многотысячной давности. Однако найти озерные отложения возрастом более 10 000 лет в Гренландии исторически было очень сложно.
«Классическая вещь, которую делают ледники, - это сползание», - сказал Аксфорд. «Поэтому, когда ледяной щит становится больше, вся эта замечательная геология подхватывается и выплевывается в океаны».
Но команда Аксфорда обнаружила, что это не так.
Климат на северо-западе Гренландии создает идеальные условия для сохранения отложений в небольшом озере, которое команда Аксфорда ласково называет «Озеро восковых губ» из-за его формы.
«Во время последнего ледникового периода ледяной щит был достаточно тонким, а атмосфера была достаточно холодной, чтобы ледяной щит примерз к земле, а не таял у его основания и скользил», - сказал Джейми Макфарлин. доктор философии студент Северо-Западного отделения наук о Земле и планетах, который руководил исследованием. «Он рос сам по себе и сохранил большую часть геологии внизу».
«Лед плавно скользил по этому месту на цыпочках, а не вспахивал его», - добавил Аксфорд.
После взятия двухметровой трубки отложений со дна озера Вакс Липс, МакФарлин прочесал слои, чтобы исследовать слои раннего голоцена и последнего межледниковья. Именно тогда она заметила смесь видов озерных мух, называемых хирономидами, что свидетельствовало о более теплом климате в течение обоих периодов. Особенно удивительно: Последнее межледниковье кишело другим типом насекомых, известным как фантомная мошка. Хотя сообщалось, что фантомные мошки встречаются в северном климате в небольшом количестве, нужно было бы проехать 1000 миль к югу, в канадскую провинцию Лабрадор, чтобы найти фантомных мошек в количестве, сравнимом с численностью последнего межледниковья на северо-западе Гренландии.
«Насколько нам известно, он никогда не был обнаружен в Гренландии. Мы думаем, что это первый случай, когда кто-либо сообщает о нем в древних отложениях или современных озерах», - сказал Аксфорд. «Мы были очень удивлены, увидев, как далеко на север он мигрировал».
Общая картина
Обнаружение этой смеси насекомых означает, что средняя температура июля на северо-западе Гренландии в течение последних двух межледниковых периодов, скорее всего, превышала 50 градусов и, возможно, достигала 50 градусов во время последнего межледниковья. Это подтверждает противоречивые геологические записи, сделанные из кернов льда, взятых поблизости, которые также указывают на значительное потепление в эти периоды времени.
«Другие записи показали, что климат северной Гренландии был намного теплее, чем люди ожидали в те периоды, и эти результаты вызвали оправданный скептицизм», - сказал Аксфорд. «Теперь у нас есть независимые данные, подтверждающие, что когда Арктика нагревалась в прошлом, особенно сильное потепление наблюдалось в северной части Гренландии."
Эти данные помогут более широкому научному сообществу дополнительно отточить модели климата и ледникового покрова, используемые для прогнозирования будущих изменений.
«Это своего рода наземная проверка, которая нам нужна, чтобы получить действительно точные климатические модели и прогнозы», - сказала Магдалена Осберн, доцент кафедры наук о Земле и планетах в Северо-Западном университете, соавтор исследования. «Мы обнаружили, что в некоторых случаях модели не учитывают температуру, достаточно теплую для этой части мира».
Есть один нюанс. Хорошо известные изменения орбиты Земли вызвали потепление в период раннего голоцена и последнего межледниковья. Сегодня потепление происходит из антропогенных источников и происходит намного быстрее, чем потепление в те межледниковые периоды. Это означает, что существует вероятность того, что Земля может не реагировать на нынешнее потепление таким же образом.
«Прошлый климат является нашим лучшим аналогом будущего потепления, и наши результаты намекают на то, что земля в этих очень высоких широтах в Арктике может нагреться даже больше, чем предсказывалось, в следующем столетии», - сказал Аксфорд.«Но ничто в прошлом Земли не является идеальным аналогом, потому что то, что происходит сегодня, совершенно беспрецедентно».