Новые данные Мичиганского университета объясняют парадокс ледникового периода и дополняют растущее количество свидетельств того, что изменение климата может привести к повышению уровня моря, чем предсказывает большинство моделей.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, как небольшие всплески температуры океана, а не воздуха, вероятно, приводили к быстрым циклам распада обширного ледяного щита, который когда-то покрывал большую часть Северной Америки.
Поведение этого древнего ледяного щита, называемого Лаврентием, десятилетиями озадачивало ученых, потому что периоды его таяния и расщепления в море происходили в самые холодные времена последнего ледникового периода. Лед должен таять в теплую погоду, но этого не произошло.
«Мы показали, что на самом деле нам не нужно атмосферное потепление, чтобы вызвать крупномасштабные процессы дезинтеграции, если океан прогреется и начнет щекотать края ледяных щитов», - сказал Джереми Бассис, доцент Университета штата Массачусетс. климатические и космические науки и техники. «Возможно, современные ледники, причем не только плавающие части, но и те, которые только соприкасаются с океаном, более чувствительны к потеплению океана, чем мы думали раньше».
Этот механизм, вероятно, работает сегодня на ледяном щите Гренландии и, возможно, в Антарктиде. Ученые знают это отчасти благодаря предыдущей работе Бассиса. Несколько лет назад он придумал новый, более точный способ математического описания того, как лед ломается и течет. Его модель привела к более глубокому пониманию того, как запасы льда на Земле могут реагировать на изменения температуры воздуха или океана и как это может привести к повышению уровня моря..
В прошлом году другие исследователи использовали его, чтобы предсказать, что таяние антарктических льдов может поднять уровень моря более чем на три фута, в отличие от предыдущей оценки, согласно которой к 2100 году Антарктида увеличится только на несколько сантиметров.
В новом исследовании Бассис и его коллеги применили версию этой модели к климату последнего ледникового периода, который закончился около 10 000 лет назад. Они использовали данные о ледяных кернах и отложениях на дне океана, чтобы оценить температуру воды и то, как она менялась. Их цель состояла в том, чтобы посмотреть, может ли то, что происходит сегодня в Гренландии, описать поведение Лаврентийского ледяного щита.
Ученые называют эти прошедшие периоды быстрого разрушения льда событиями Генриха: айсберги откалывались от краев ледяных щитов Северного полушария и текли в океан, поднимая уровень моря более чем на 6 футов в течение сотен лет.. По мере того как айсберги дрейфовали и таяли, грязь, которую они несли, оседала на дно океана, образуя толстые слои, которые можно увидеть в кернах отложений в Североатлантическом бассейне. Именно эти необычные слои отложений позволили исследователям впервые идентифицировать события Генриха.
Десятилетия работы по изучению записей об отложениях в океане показали, что эти события обрушения ледяных щитов периодически случались во время последнего ледникового периода, но потребовалось гораздо больше времени, чтобы придумать механизм, который мог бы объяснить, почему лед Лаврентия лист разрушался только в самые холодные периоды. Это исследование сделало это», - сказала геохимик и соавтор Сьерра Петерсен, научный сотрудник UM в области наук о Земле и окружающей среде.
Бассис и его коллеги решили выяснить время и масштабы событий Генриха. С помощью своих симуляций они смогли предсказать и то, и другое, а также объяснить, почему некоторые события потепления океана вызвали события Генриха, а некоторые нет. Они даже выявили еще одно событие Генриха, которое ранее было пропущено.
За событиями Генриха последовали краткие периоды быстрого потепления. Северное полушарие неоднократно нагревалось на 15 градусов по Фаренгейту всего за несколько десятилетий. Район стабилизируется, но затем в течение следующей тысячи лет лед будет медленно расти до предела прочности. Их модель смогла смоделировать и эти события.
Модель Бассиса учитывает, как поверхность Земли реагирует на вес льда на ее поверхности. Тяжелый лед вдавливает поверхность планеты, временами опуская ее ниже уровня моря. Именно тогда ледяные щиты наиболее уязвимы для более теплых морей. Но когда ледник отступает, твердая Земля снова отскакивает от воды, стабилизируя систему. С этого момента ледяной щит может снова начать расширяться.
«В настоящее время существует большая неопределенность в отношении того, насколько поднимется уровень моря, и большая часть этой неопределенности связана с тем, учитывают ли модели тот факт, что ледяные щиты разрушаются», - сказал Бассис. «Мы показываем, что имеющиеся у нас модели этого процесса, по-видимому, работают для Гренландии, а также в прошлом, поэтому мы должны быть в состоянии более уверенно предсказывать повышение уровня моря».
Он добавил, что некоторые части Антарктиды имеют схожую географию с Лаурентидой: например, остров Пайн, ледник Туэйтес.
«Мы наблюдаем потепление океана в этом регионе, и мы видим, что эти регионы начинают меняться. В этом районе они видят изменения температуры океана примерно на 2,7 градуса по Фаренгейту», - сказал Бассис. «Это очень похоже на то, что, как мы полагаем, произошло в событиях Лаврентия, и то, что мы видели в наших симуляциях, заключается в том, что даже небольшое потепление океана может дестабилизировать регион, если он находится в правильной конфигурации, и даже в отсутствие атмосферного потепления."