Большие части массивного восточно-антарктического ледяного щита не отступали значительно в то время, когда концентрация углекислого газа в атмосфере была близка к сегодняшнему уровню, по данным группы исследователей, финансируемых Национальным научным фондом (NSF). Открытие может иметь серьезные последствия для глобального повышения уровня моря.
Восточно-антарктический ледяной щит является одним из трех крупных ледяных щитов, за которыми пристально следят ученые, поскольку глобальные температуры и уровни углекислого газа повышаются, ледники тают и поднимается уровень моря. Из этих трех ледниковый щит Восточной Антарктики является крупнейшим потенциальным источником повышения уровня моря.
Чтобы оценить стабильность ледяного щита, исследователи провели сверхчувствительные аналитические измерения химических сигнатур в образцах отложений, взятых с морского дна ледяного щита. Они пришли к выводу, что некоторая часть льда в самой южной части континента может оставаться стабильной в условиях потепления климата, как это было в эпоху плиоцена.
Но они также предупреждают, что продолжающийся рост выбросов углерода означает, что уровни углекислого газа скоро превысят контрольный показатель, установленный во время плиоцена - примерно от 5,3 до 2,6 миллионов лет назад - когда в последний раз на Земле уровень углекислого газа превышал 400 частей. за миллион.
Выводы были опубликованы сегодня в журнале Nature.
Исследователи полагались на образцы, взятые в рамках международного проекта ANtarctic геологическое бурение (ANDRILL). NSF финансировал участие США в ANDRILL.
Изучая образцы отложений, доставленные из наземных участков ледникового щита, исследователи обнаружили, что те области, которые впадают в антарктическое море Росса, были стабильными в течение последних 8 миллионов лет.
Геологическая история массивного ледяного щита, замерзшего как над, так и, во многих местах, под поверхностью океана, было трудно точно определить. Отсутствие данных о реакции Восточно-Антарктического ледяного щита на потепление в прошлом препятствовало попыткам предсказать его роль в повышении уровня моря в будущем.
Это исследование было сосредоточено на части ледяного щита, которая находится над океаном. В нем достаточно воды, чтобы поднять уровень моря на 34 метра, если ледяной щит полностью растает.
Другой компонент Восточно-антарктического ледникового щита, морской лед, находится ниже уровня моря и, таким образом, находится под непосредственным влиянием океана.
«Исходя из этих данных плиоцена, сегодняшние уровни углекислого газа недостаточны для дестабилизации наземного льда на антарктическом континенте», - сказал Джереми Шакун, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Бостонском колледже. и ведущий автор статьи.
Это не означает, что при нынешних уровнях углекислого газа в атмосфере Антарктида не будет способствовать повышению уровня моря. Морской лед уже начинает способствовать повышению уровня моря, и сам по себе он может способствовать повышению уровня моря на целых 20 метров. Мы говорим, что земной сегмент ледяного щита более устойчив при нынешнем уровне углекислого газа».
Соавторами Шакуна по статье являются Карлинг С. Хэй, также из Бостонского колледжа; исследователи Ли Б. Корбетт, Пол Р. Бирман, Кристен Андервуд и Донна М. Риццо из Университета Вермонта; Сьюзан Р. Циммерман из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса; Марк В. Каффи из Университета Пердью; и Тим Нэйш и Николас Р. Голледж из Университета Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия.
Оценки глобального повышения уровня моря из-за таяния восточно-антарктического ледяного щита в плиоцене варьируются от 5 до более чем 40 метров выше, чем сегодня. Верхний предел этого диапазона будет означать, что большая часть льда на планете растаяла, достаточно, чтобы поднять уровень моря на 63 метра.
Если наземный ледовый щит Восточной Антарктики был стабильным в течение плиоцена, как предполагают Шакун и его коллеги, общая длина плиоцена могла составлять не более 30 метров.
Исследователи проанализировали отложения, содержащиеся в кернах, взятых с морского дна. Эти керны содержат геологические записи, а также химические сигнатуры - в частности, редкие изотопы бериллий-10 и алюминий-26, которые были извлечены в финансируемом NSF Сообществе космогенного центра в Университете Вермонта и измерены с использованием ускорителей частиц в Университете Пердью и Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса.
Оба изотопа обнаружены на поверхности горных пород, подвергшихся воздействию космического излучения, бомбардирующего Землю из космоса. Исследователи обычно исследуют образцы горных пород со склонов холмов, горных вершин и рек, чтобы определить, где и когда отступал лед в предшествующие геологические эпохи.
Шакун и некоторые из соавторов последнего отчета использовали другой подход два года назад, чтобы предложить один из наиболее полных климатологических отчетов, когда-либо составленных о ледяном щите Гренландии, возраст которого составляет 7,5 миллионов лет.
В исследовании, проведенном в Гренландии, уровни бериллия-10, обнаруженные в песчаных отложениях, выброшенных в море айсбергами, позволяют предположить, что ледяной щит был «постоянным и динамичным» присутствием, которое периодически таяло и вновь формировалось в ответ на колебания температуры.. Полученные данные помогли подтвердить, что Гренландский ледяной щит чувствительно реагирует на глобальное изменение климата.
Предыдущие исследования Восточно-Антарктического ледяного щита показали, что некоторые морские части ледяного щита и соседнего Западно-Антарктического ледяного щита отступили в течение плиоцена. Но было неясно, отступали ли и наземные льды.
Их анализ выявил «чрезвычайно низкие» концентрации изотопов бериллия и алюминия в кварцевом песке в пробах морских отложений, взятых в регионе, что позволяет сделать вывод о том, что ледяной щит оставался стабильным в течение миллионов лет.
Хотя осадок был продуктом эрозии континента, низкий уровень контрольных химических признаков показывает, что осадок подвергся лишь минимальному воздействию космической радиации, что привело команду к выводу, что Восточная Антарктида должна была оставаться покрытой лед.
Согласно авторам статьи, «результаты показывают, что атмосферное потепление за последние восемь миллионов лет было недостаточным, чтобы вызвать широкомасштабное и/или продолжительное таяние окраин EAIS на сушу».
Выводы не только проясняют прошлое влияние повышения температуры на льды Восточной Антарктики, сказал Шакун, но и подтверждают точность моделей, которые ученые используют для оценки прошлых и будущих последствий потепления планеты.