Морской ледовый покров в Южном полушарии чрезвычайно изменчив, от лета к зиме и от тысячелетия к тысячелетию, согласно исследованию, проведенному под руководством Университета штата Мэн. В целом, морской лед растет уже около 10 000 лет, но с некоторыми исключениями из этой тенденции.
Доминик Вински, доцент-исследователь Института изменения климата штата Мэн, возглавил проект, в ходе которого была получена новая информация о многотысячелетней изменчивости морского льда, особенно в зависимости от сезона, в Южном полушарии путем изучения химического состава 54 000 Ледяной керн Южного полюса возрастом 1 год.
Южный океан испытывает самую большую сезонную разницу в покрытии морского льда в мире: Антарктида окружена морским льдом площадью 18,5 миллионов квадратных километров зимой и только 3,1 миллиона квадратных километров летом.. По мнению исследователей, это сезонное колебание морского льда оказывает значительное влияние на региональный и глобальный климат, однако в течение многих лет ученые знали относительно мало о степени изменчивости морского льда в Южном полушарии до 1979 года.
Когда группа ученых недавно извлекла самый глубокий и самый старый ледяной керн с Южного полюса и проанализировала его, Вински увидел возможность узнать больше о сезонных и общих изменениях морского льда в Южном полушарии на протяжении голоцена. последние 11 400 лет. Доцент-исследователь CCI и его коллеги решили изучить химический состав ледяного керна, в частности концентрацию морской соли, чтобы узнать больше об изменчивости морского льда в регионе.
В проекте приняли участие Карл Кройц, профессор наук о Земле и климате из штата Мэн, а также исследователи из Дартмутского колледжа, Университета штата Южная Дакота, Вашингтонского университета и Университета Колорадо в Боулдере. Geophysical Research Letters опубликовали статью с подробным изложением своих выводов.
Команда извлекла выгоду из огромных сезонных колебаний климата Южного океана, чтобы создать данные о состоянии морского льда, демонстрирующие отчетливую летнюю и зимнюю изменчивость. Они объединили эту информацию с современной моделью химии атмосферы, чтобы связать измерения ледяных кернов с изменчивостью морского льда. Результатом стал подробный отчет о состоянии морского льда в Южном океане, показывающий значительные колебания, особенно морского льда в зимнее время.
Уровни соли в керне, которые чувствительны к изменениям морского льда, увеличились за последние 11 400 лет, особенно за последние 8 000-10 000 лет, что коррелирует с ростом ледяного покрова. Концентрация зимней морской соли, которая образовалась в основном из соленого снега поверх морского льда, особенно увеличилась на протяжении тысячелетий, демонстрируя общее увеличение зимнего морского льда. Эта закономерность наблюдается и в других местах Антарктиды, что привело исследовательскую группу к гипотезе об увеличении площади морского льда по всей Антарктике в этот период.
«Одной из самых важных и сложных задач в нашей области является создание подробных реконструкций изменчивости морского льда», - говорит Вински. «Исключительная детализация ледяного керна Южного полюса в сочетании с результатами нашей группы моделирования дает нам мощный набор данных для понимания антарктического морского льда».
Вински и Кройц помогли извлечь ледяной керн возрастом 54 000 лет, который они использовали для своего недавнего исследования во время двух экспедиций между 2014 и 2016 годами.
В проекте под названием SPICEcore (Ледяной керн Южного полюса) приняли участие ученые из 18 учреждений, целью которых было создание архива климатических условий в Восточной Антарктиде за последние 54 000 лет, включая изменения в атмосферном химическом, климатическом и биогеохимия.
Ледяной керн Южного полюса (SPICEcore) является наиболее точно датированным климатическим рекордом в этом регионе Антарктиды. Мы приложили огромные усилия, чтобы собрать отдельные химические образцы для каждого сантиметра льда, - говорит Вински. у нас есть редкая возможность исследовать сезонные изменения в окружающей среде Антарктики на протяжении более 10 000 лет».
В то время как Южное полушарие испытало общее увеличение ледяного покрова на протяжении всего голоцена, исследователи обнаружили резкое падение концентрации морской соли в ледяном керне, которое произошло между 5 000 и 6 000 лет назад. По словам команды, падение уровня соли указывает на уменьшение ледяного покрова, характерного для Южной Атлантики в то время, что подтверждается более ранними исследованиями..
Ледяной покров в Северной Атлантике, наоборот, был более обширным в этот период, что, как утверждают исследователи, указывает на «связанный и противоположный сигнал морского льда в Северной и Южной Атлантике, скорее всего, из-за изменения циркуляции океана.«Эта модель противоположного климата Северной и Южной Атлантики хорошо известна во время резких изменений климата в более холодные времена глубоко в прошлом. Результаты этого исследования могут быть намеком на то, что те же самые процессы могут все еще иметь значение в современных условиях.
Учет сезонных колебаний при изучении изменений морского льда за десятки тысяч лет помогает ученым не только подробно описать прошлый антарктический климат, но и понять механизмы и процессы, вызывающие изменение климата.
«Огромные изменения в морском льду могут происходить очень быстро, - говорит Вински, - что приводит к последствиям для климата во всем мире. Мы до сих пор не до конца понимаем силы, влияющие на изменчивость морского льда, поэтому подробная прошлое абсолютно критично."