Океан шептал 12 000 лет, а потом вздохнул — и Земля изменилась навсегда

Донные воды Антарктиды изменили климат Земли 12 тысяч лет назад — Science Daily

Около двенадцати тысяч лет назад на Земле произошло событие, изменившее ход истории: планета покидала эпоху льдов и вступала в тёплый голоцен. Моря и океаны начали дышать иначе, а человек — обживаться на новых землях. Недавнее исследование проливает свет на то, какую ключевую роль сыграл Южный океан в этом климатическом переломе. Об этом сообщает издание Science Daily.

Тайна Южного океана и ледникового перехода

Учёные из Лаошанской лаборатории в Циндао под руководством доктора Хуан Хуана, совместно с геохимиком Маркусом Гутьяром из института GEOMAR, изучили историю донных вод Антарктики. Их цель заключалась в том, чтобы проследить, как далеко простирались антарктические донные воды (AABW) на протяжении последних тридцати двух тысяч лет и как они влияли на климатические процессы.

"Мы хотели понять, как изменилось влияние антарктической донной воды, самой холодной и плотной водной массы в мировом океане, во время последней дегляциации и какую роль она играет в глобальном углеродном цикле", — отмечает доктор Хуан.

Исследователи проанализировали девять кернов донных отложений из Атлантического и Индийского секторов Южного океана. Пробы брали с глубин от 2200 до 5000 метров, чтобы восстановить химическую подпись морской воды, сохранившуюся в слоях осадков.

"Растворённый неодим и его изотопный состав служат надёжными индикаторами происхождения глубоководных масс", — объясняет доктор Гутьяр.

Анализ показал, что изотопный состав неодима достиг современных значений примерно 12 000 лет назад. До этого в отложениях преобладали значения, нехарактерные для нынешнего океана. Это указывало на застой глубинных вод, которые в течение тысячелетий оставались почти неподвижными.

Когда океан молчал: застой и накопление углерода

Во времена последнего ледникового периода донные воды Антарктики не распространялись широко. Глубины Южного океана были заняты древними тихоокеанскими водами — предшественниками современных циркумполярных глубинных вод (ЦГВ). Они были богаты углеродом, но почти не соприкасались с поверхностью, удерживая углекислый газ в недрах океана. Это поддерживало низкий уровень CO2 в атмосфере.

Когда Земля начала стремительно теплеть — примерно 18-10 тысяч лет назад, — объём антарктической донной воды стал увеличиваться. Этот процесс шёл в два этапа, совпадая с антарктическими потеплениями. Усиление вертикального перемешивания позволило углероду, накопленному в глубинах, подняться к поверхности и попасть в атмосферу, что стало одним из факторов выхода планеты из ледниковой эпохи.

"Потепление вокруг Антарктиды сократило площадь морского льда, усилило поступление талой воды и изменило солёность океана, делая донные воды менее плотными и более подвижными", — поясняет Гутьяр.

Этот процесс нарушил устойчивое равновесие водных масс и запустил активный обмен между поверхностными и глубинными слоями.

Северное влияние оказалось слабее, чем думали

Долгое время считалось, что именно Северная Атлантика, где формируется глубинная вода (САГВ), играет решающую роль в глобальной циркуляции океанов. Однако новые данные показывают: северное воздействие оказалось менее значительным. Главным двигателем изменений стал сам Южный океан. Замещение древних, богатых углеродом вод свежими антарктическими потоками повысило уровень CO2 в атмосфере и окончательно завершило ледниковый период.

Южный океан и современное потепление

"Сравнения с прошлым не бывают точными, но важно понимать, сколько энергии содержится в системе. Изучая реакцию океана на древние потепления, мы лучше понимаем, что происходит сегодня", — подчёркивает Гутьяр.

Сегодня Южный океан вновь становится центром климатических процессов. Его воды глубже тысячи метров нагреваются быстрее, чем другие океаны планеты. Это вызывает беспокойство: вместе с теплом океан выделяет больше углекислого газа, что может ускорить глобальное потепление.

Чтобы прогнозировать будущее, учёные изучают физические и химические изменения океана, сопоставляя их с палеоклиматическими данными. Керны осадочных пород остаются уникальным архивом: они позволяют заглянуть в эпохи, когда климат Земли уже был теплее современного, и тем самым уточнить прогнозы по утрате массы антарктических ледников.

Сравнение древних и современных климатических циклов

Древние данные показывают, что климат Земли всегда был чувствителен к небольшим изменениям баланса тепла и углекислого газа. Современное потепление происходит гораздо быстрее, чем переходы между ледниковыми циклами в прошлом. Тогда процесс длился тысячи лет, сегодня — десятилетия.

Эти различия подчёркивают, насколько хрупка система "океан — атмосфера". Если во времена голоцена потепление шло естественным образом, то нынешние изменения в значительной степени связаны с деятельностью человека. Сжигание топлива, вырубка лесов и рост концентрации парниковых газов ускоряют процессы, аналогичные тем, что некогда вывели планету из ледниковой эпохи, но теперь они разворачиваются в десятки раз быстрее.

Плюсы и минусы изучения донных вод

Исследование донных вод имеет очевидные преимущества:

позволяет восстановить климатическую историю с высокой точностью;
помогает понять, как океаны регулируют уровень CO2;
даёт ключ к прогнозам будущего потепления.

Однако есть и сложности:

бурение кернов требует дорогостоящих экспедиций;
анализ изотопов требует точных лабораторных методов;
данные нужно сопоставлять с другими источниками, чтобы избежать ошибок интерпретации.

Таким образом, несмотря на технические трудности, значение таких исследований огромно: они помогают связать древние процессы с современными климатическими тенденциями.

Советы по наблюдению за изменениями климата

Следите за публикациями крупных научных центров — GEOMAR, NOAA и Ламонтовской обсерватории, где регулярно появляются обновления по состоянию океанов.
Обращайте внимание на долгосрочные климатические графики, а не на краткосрочные температурные колебания.
Поддерживайте проекты по снижению выбросов CO2 - от энергосбережения до внедрения возобновляемых источников.
Изучайте историю климата: понимание прошлых эпох помогает трезво оценивать происходящее сегодня.