Под пустыней Амаргоса на юго-западе США находится скрытая жемчужина для исследований климата. Пещерная система Дьявольской дыры, названная в честь ее бездонных глубин, открывает окно в обширный водоносный горизонт пустыни внизу. Пещерная система является домом для особого типа отложений кальцита. По мере того, как грунтовые воды медленно проходят через пещеру, кальцит слой за слоем осаждается на скальных стенах. «Эти тонкие слои накапливались на стенах в течение почти миллиона лет», - объясняет Кэтлин Вендт из группы четвертичных исследований геологического факультета Университета Инсбрука.«Высота древних отложений в пещере Дьявольская дыра говорит нам о том, насколько высоким был уровень грунтовых вод в прошлом».
Вместе со своими коллегами геолог уже несколько лет проводит исследования в пещере. В текущем исследовании команда из Инсбрука использовала специальное буровое оборудование для сбора отложений кальцита в нескольких точках выше и ниже текущего уровня грунтовых вод. Затем возраст месторождений был определен ториево-урановым методом. Результаты были опубликованы в журнале Science Advances. «Это исследование показывает, как менялась высота уровня грунтовых вод за последние 350 000 лет. Мы были удивлены, обнаружив повторные колебания на высоте десяти метров над сегодняшним уровнем», - объясняет Вендт.
Следуй за водой
Подъемы и опускания местного уровня грунтовых вод дают важные сведения о том, как изменились режимы выпадения осадков на юго-западе Соединенных Штатов. Большая часть осадков, пополняющих водоносный горизонт пустыни, поступает от зимних штормов, которые перемещаются на восток по пути тихоокеанских штормов. Положение и интенсивность этих зимних штормов зависят от многих факторов, включая температуру поверхности океана и силу систем давления в восточной части Тихого океана. Всякий раз, когда эти факторы резко менялись в прошлом, например, во время ледникового периода, положение траектории тихоокеанских штормов менялось по широте. «Сдвиги траектории штормов в Тихом океане повлияли на количество осадков, достигающих юго-запада Соединенных Штатов, что привело к выраженным изменениям уровня грунтовых вод в Дьявольской дыре», - говорит Кэтлин Вендт. «Прошлое показало нам, что этот «поставщик воды» невероятно чувствителен к глобальным изменениям климата».
Высыхание
Уроки далекого прошлого пустыни Амаргоса указывают на еще более засушливое будущее. Уже жаркий и сухой юго-западный регион Соединенных Штатов особенно чувствителен к повышению глобальной температуры. «Климатические модели предсказывают, что в следующем столетии в этом регионе будет еще более высокая температура и меньше осадков», - говорит Кэтлин Вендт. Прогнозируемая тенденция засухи во многом обусловлена постепенным смещением к северу траектории тихоокеанских штормов, что еще больше уменьшит количество осадков, достигающих юго-запада в будущем. «Понимание естественной изменчивости траектории тихоокеанских штормов в течение длительных периодов времени является важной частью понимания того, как она будет вести себя в будущем», - объясняет геолог. «Эти данные помогают улучшить наши долгосрочные прогнозы будущих изменений климата, которые, как ожидается, будут еще более быстрыми и экстремальными из-за антропогенного воздействия».