Одной из больших загадок в научном мире является то, как ледяные щиты Антарктиды образовались так быстро около 34 миллионов лет назад, на границе эоценовой и олигоценовой эпох.
Есть две конкурирующие теории:
Первое объяснение основано на глобальном изменении климата: ученые показали, что уровень углекислого газа в атмосфере неуклонно снижался с начала кайнозойской эры, 66 миллионов лет назад. Как только CO2 упал ниже критического порога, более низкие глобальные температуры позволили сформироваться ледяным щитам Антарктиды.
Вторая теория фокусируется на кардинальных изменениях в моделях циркуляции океана. Теория состоит в том, что когда около 35 миллионов лет назад пролив Дрейка (который находится между южной оконечностью Южной Америки и Антарктидой) резко углубился, это вызвало полную реорганизацию циркуляции океана. Аргумент состоит в том, что усиление отделения антарктической суши от Южной Америки привело к созданию мощного Антарктического циркумполярного течения, которое действовало как своего рода водный барьер и эффективно блокировало более теплые, менее соленые воды из Северной Атлантики и Центральной части Тихого океана от движение на юг к антарктическому массиву суши, что привело к изоляции антарктического массива суши и снижению температуры, что позволило сформировать ледяные щиты.
Никто раньше не додумался связать эти два конкурирующих объяснения
Группа исследователей, возглавляемая учеными факультета наук о Земле и планетах Университета Макгилла, теперь предполагает, что лучший способ понять создание этого феномена - фактически связать два объяснения.
В статье, опубликованной на эту тему в журнале Nature Geoscience ранее на этой неделе, они утверждают, что:
- Углубление пролива Дрейка привело к изменению циркуляции океана, в результате чего теплые воды были направлены на север по схемам циркуляции, подобным тем, которые наблюдаются в Гольфстриме, который в настоящее время согревает северо-западную Европу.
- Это смещение океанских течений, поскольку более теплые воды вытеснялись на север, привело к увеличению количества осадков, что привело, начиная примерно 35 миллионов лет назад, к снижению уровня углекислого газа в атмосфере. В конце концов, когда уровень углекислого газа в атмосфере упал в результате процесса, известного как выветривание силикатов (при котором породы, содержащие кремнезем, медленно изнашиваются дождями, в результате чего углекислый газ из атмосферы в конечном итоге попадает в известняк) было настолько значительное падение содержания CO2 в атмосфере, что оно достигло порога, при котором ледяные щиты могли быстро образоваться в Антарктиде.
Циркуляция океана и изменение климата
Гален Халверсон преподает на кафедре наук о Земле и атмосфере в Макгилле и является одним из авторов статьи. Он считает, что никто раньше не думал об объединении этих двух теорий, потому что это не интуитивная идея - смотреть на то, как последствия изменения моделей циркуляции океана, которые происходят во временных масштабах тысяч лет, повлияют на глобальное силикатное выветривание, которое в Turn управляет глобальным климатом в масштабе сотен тысяч лет.
«Это интересный урок для нас, когда речь заходит об изменении климата, - говорит Халверсон, - потому что мы получаем краткий сдвиг между двумя стабильными климатическими состояниями в Антарктиде - от отсутствия ледников к ледникам. И что мы видим заключается в том, насколько сложными могут быть климатические изменения, и насколько глубоким может быть влияние изменяющихся моделей циркуляции океана на глобальные климатические состояния, если рассматривать их в геологической шкале времени."
Исследование финансировалось: Канадским фондом инноваций (CFI), Канадским институтом перспективных исследований (CIFAR) и Канадским советом по естественным и инженерным исследованиям (NSERC).