Антарктида раскрыла след древнего сдвига: океан хранит тайну, способную изменить климат будущего

В далёком прошлом Земли произошёл малозаметный на первый взгляд сдвиг, который определил траекторию глобального климата. Южный океан, окружающий Антарктиду, сыграл в этом процессе куда более важную роль, чем считалось раньше. Новое исследование показывает, что скрытые изменения в глубинной циркуляции позволили удерживать углекислый газ в водах океана на протяжении тысячелетий, а затем — высвободить накопленное тепло. Об этом сообщает World Energy News.

Фото: Flickr by Jason Auch, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

Антарктида

Как изменялись антарктические воды и почему это важно

Исследователи проанализировали отложения океанского дна, образовавшиеся за последние 32 тысячи лет, стремясь понять, как менялась глубинная циркуляция у побережья Антарктиды. Этот процесс определяет, насколько активно глубинные воды поднимаются к поверхности и как много растворённого углерода может попадать в атмосферу.

Речь идёт о так называемой Антарктической придонной воде — самой холодной и плотной массе мирового океана, которая распространяется из высоких широт во все его бассейны. Учёные хотели выяснить, насколько глубоко она проникала в прошлые эпохи и какую роль играла в переходе от ледникового периода к Голоцену — эпохе, когда начали развиваться первые земледельческие и оседлые человеческие общества.

Команда, в которую вошли специалисты из Китая и Германии, изучила химические маркеры девяти сердцевин осадков, добытых с глубины от 2200 до 5000 метров. Каждый образец хранит следы взаимодействия с окружающей водой и позволяет восстановить состав глубинных масс и их движение. Это ключ к пониманию того, как антарктические воды могли удерживать огромные запасы углерода в нижних слоях океана.

Что показали изотопные отпечатки древних океанов

Учёные использовали изотопный состав неодима — элемента, который растворяется в воде и фиксируется в осадках, отражая химическую подпись океанических масс. Этот показатель особенно чувствителен к тому, сколько времени вода проводит в глубинах и насколько активно она взаимодействует с морским дном.

Выяснилось, что во время последнего ледникового периода глубинные воды Антарктики распространялись не так широко, как сегодня. Значительную часть Южного океана занимали древние, богатые углеродом массы, связанные с циркуляцией теплых вод Тихого океана. Они почти не поднимались к поверхности, а значит, удерживали СО₂ в глубинах на протяжении тысячелетий. Это помогало поддерживать на Земле низкую концентрацию углекислого газа и стабильно холодный климат.

Когда климат начал стремительно теплеть — примерно от 18 до 10 тысяч лет назад, — циркуляция изменилась. Антарктическая придонная вода начала расширяться, вдвигая древние массы вверх. Так накопленный углерод стал подниматься к поверхности, откуда он постепенно выходил в атмосферу.

Почему это меняет представления о климатическом прошлом

Долгое время считалось, что ключевую роль в глобальной перестройке океанских потоков в конце ледниковой эпохи играли изменения в Северной Атлантике. Именно там формируется мощная глубинная циркуляция, связывающая северные широты с остальными океанами. Новые данные показывают: влияние северных вод было значительно слабее, чем предполагалось.

Куда существеннее оказалась перестройка глубинных масс у Антарктиды. Именно она стала механизмом, который позволил высвободить накопленный углерод и нагреть атмосферу. Причём этот процесс происходил в несколько фаз, совпадая с периодами усиленного таяния антарктических ледников.

Сегодня это открытие помогает уточнить прогнозы будущего климата. Если океан способен сохранять большие объёмы углерода в глубинах, то становится критически важным понимать, что происходит при нарушении этой хрупкой системы.

Как нагрев Южного океана связан с изменением климата

Современные наблюдения показывают, что воды глубже тысячи метров вокруг Антарктиды нагреваются быстрее, чем многие другие районы Мирового океана. Это не просто локальный процесс: глубокие массы играют важную роль в распределении тепла и поглощении углекислого газа.

Если нижние слои океана продолжают нагреваться, их способность удерживать СО₂ может уменьшаться. Тогда больше углекислого газа будет возвращаться в атмосферу, усиливая парниковый эффект. Поэтому понимание древних процессов циркуляции помогает определить, насколько быстро антарктические ледники будут терять массу в ближайшие десятилетия и как изменится способность океана регулировать климат.

Осадочные записи позволяют сравнивать древние тёплые периоды с современными и видеть, какие механизмы запускают крупные климатические скачки. Это важный инструмент для климатических моделей, которые прогнозируют будущее повышение температуры и возможные сценарии изменения уровня моря.

Популярные вопросы о древнем углеродном резервуаре Антарктики

Почему Южный океан столь важен для климата?
Он регулирует глобальное распределение тепла и хранилища углекислого газа, влияя на климатические циклы.

Как осадки помогают понять прошлое?
Химические элементы в них фиксируют состав воды, позволяя восстановить историю циркуляции на тысячелетия назад.

Связано ли это с современным потеплением?
Да. Процессы, происходившие после ледникового периода, помогают оценить, как океан будет реагировать на нынешний рост температур.