Новая реконструкция модели показывает в исключительных деталях эволюцию евразийского ледяного щита во время последнего ледникового периода. Это может помочь ученым понять, как потепление климата и океана может повлиять на оставшиеся ледяные массы на Земле.
Евразийский ледяной щит был третьим по величине массивом льда во время последнего ледникового максимума около 22 000 лет назад. Наряду с ледяными щитами Антарктиды и Северной Америки он понизил глобальный уровень моря более чем на 120 метров. По объему он был почти в три раза больше, чем современный ледяной щит Гренландии.
На пике своего развития от современной Ирландии до Скандинавии и всей западной Сибири в российской Арктике был сплошной ледяной покров.
Три слившихся ледяных шапки
Все началось около 37 000 лет назад, когда климат планеты стал холоднее. Этот процесс происходил в рамках естественных климатических циклов на нашей планете, которые связаны с движением Земли вокруг Солнца и вокруг собственной оси. В течение последнего миллиона лет или около того эти циклы постоянно повторялись каждые 100 000 лет: 90 000 лет ледникового периода, за которым следовал примерно 10 000-летний межледниковый теплый период.
Евразийский ледяной щит начал свою жизнь как множество небольших и изолированных ледяных шапок, разбросанных по Европе и Арктике. Со временем и по мере того, как климат становился все холоднее, этот лед рос, и ледяные шапки в конечном итоге сливались вместе. чтобы сформировать единый ледяной щит. Веса этого льда было достаточно, чтобы деформировать земную кору, что привело к резким изменениям береговой линии». - говорит Паттон.
Это медленный процесс с человеческой точки зрения, но с геологической точки зрения все происходит довольно быстро: в течение 6 000 лет эти отдельные ледяные щиты были достаточно большими, чтобы образовались быстротекущие ледяные потоки, а в течение 13, 000 лет они слились в одну сплошную ледяную массу.
Вдвое больше Средиземноморья
«Сам по себе он понизил глобальный уровень моря более чем на 17 метров. Однако, несмотря на его глобальное влияние, попытки понять климатические и океанографические факторы, лежащие в основе его роста, остались безуспешными». говорит постдоктор Генри Паттон из Центра арктических газовых гидратов, окружающей среды и климата (CAGE)
До сих пор, то есть. Паттон и его коллеги недавно опубликовали всесторонние модельные эксперименты с высоким разрешением, подробно описывающие зарождение и эволюцию евразийского ледяного щита от его первых шагов 37 000 лет назад до его максимальной протяженности примерно 15 000 лет спустя.
Они подсчитали, что к тому времени ледяной щит вырос до массивного объема более 7 миллионов кубических километров - вдвое больше объема Средиземного моря. Средняя толщина льда здесь превышала 1,3 км.
Наша модель позволяет нам оценить сложность и уязвимость такого обширного ледяного щита. Климат, благодаря которому вырос этот ледяной комплекс, значительно отличался от климата, с которым мы сталкиваемся сегодня. Проблема еще больше усложняется тем фактом, что как только ледяной щит становится достаточно большим, он также начинает сильно влиять на региональные климатические условия вокруг себя».
Мокра на западе, пустыня на востоке
Для роста ледяного щита требуется нечто большее, чем просто низкие температуры. Это также во многом зависит от количества снегопадов, которые позволяют ледяному щиту накапливать массу. Тогда, как и сегодня, Норвегия, Великобритания и Ирландия были подвержены относительно влажным морским условиям, а прибрежные горы стали идеальным местом для скопления льда.
"Снегопад является ключевым фактором для роста ледяного щита. В случае евразийского комплекса ледяных щитов снегопад в горах Западной Европы был жизненно важен для первоначального расширения различных ледяных шапок."
Евразийский ледяной щит оказал огромное влияние на климат в континентальном масштабе: он поглощал осадки до такой степени, что создавал эффект дождевой тени, эффективно превращая большую часть западной России и Сибири в замерзшую пустыню, где ледники не мог расти.
"По мере того, как ледяной щит становился толще, все меньше и меньше осадков достигало подветренных территорий к востоку от комплекса. Это создавало пустынные условия, подобные тем, что мы наблюдаем сегодня в Сухих долинах Антарктиды". Паттон объясняет.
Следы на дне океана
Успешная реконструкция эволюции ледяного щита на протяжении тысячелетий зависит от качества и обилия доступных данных наблюдений. Распределение ледниковых отложений, радиоуглеродные даты и геологические особенности ландшафта - все это примеры данных, которые могут помочь в проведении экспериментов по моделированию. Когда лед двигался, он также оставлял следы на дне океана.
"Возможно, самым важным достижением, которое помогло этой работе по моделированию, является количество и качество геофизических данных из морских районов, к которым у нас теперь есть доступ. Всего 10-15 лет назад у нас было очень ограниченное понимание того, что Евразийский лед делал шельф, особенно в Баренцевом и Карском морях."
Большая часть этого ледяного щита находилась ниже уровня моря, как сегодня в Западной Антарктиде. Понимание климатических и океанографических особенностей этого евразийского ледяного щита и того, как он повлиял на окружающую среду, важно и для наших современных ледяных щитов.
Следующим шагом для Паттона и его коллег будет моделирование разрушения этого евразийского ледяного щита.
Один из основных вопросов, стоящих перед нами сегодня, заключается в том, как нынешние ледяные щиты в Гренландии и Антарктиде будут реагировать на изменение климата. Проще говоря, чем больше мы понимаем механизмы, которые приводили к разрушению ледяных щитов в прошлом, тем лучше мы сможем предсказать, что произойдет в будущем».