Углубленное исследование, проведенное учеными из Университета Аризоны, возможно, разрешило две загадки, которые долгое время ставили в тупик экспертов по палеоклимату: откуда взялись ледяные щиты, образовавшиеся во время последнего ледникового периода более 100,000 XNUMX лет назад, и как они могли расти. так быстро?
Понять, что движет гляциально-межледниковыми циклами Земли — периодическое наступление и отступление ледяных щитов в Северном полушарии, — задача не из легких, и исследователи приложили значительные усилия, чтобы объяснить расширение и сокращение больших ледяных масс на протяжении тысячелетий. Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, предлагает объяснение быстрого расширения ледяных щитов, которые покрывали большую часть Северного полушария во время последнего ледникового периода, и результаты могут также применяться к другим ледниковым периодам на протяжении всей истории Земли.
Около 100,000 10,000 лет назад, когда мамонты бродили по Земле, климат Северного полушария резко заморозился, что привело к образованию массивных ледяных щитов. В течение примерно XNUMX XNUMX лет местные горные ледники росли и образовывали большие ледяные щиты, покрывающие большую часть сегодняшней Канады, Сибири и северной Европы.
Хотя общепризнано, что периодическое «колебание» орбиты Земли вокруг Солнца вызвало похолодание летом в Северном полушарии, что привело к началу широкомасштабного оледенения, ученые изо всех сил пытались объяснить обширные ледяные щиты, покрывающие большую часть Скандинавии и Северной Европы. где температура намного мягче.
В отличие от холодного Канадского арктического архипелага, где легко образуется лед, Скандинавия должна была оставаться в значительной степени свободной ото льда из-за Североатлантического течения, которое приносит теплую воду к побережьям северо-западной Европы. По словам исследователей, хотя эти два региона расположены на одинаковых широтах, летние температуры в Скандинавии значительно выше нуля, в то время как в большей части канадской Арктики температура в течение всего лета остается ниже нуля. По словам ведущего автора исследования Маркуса Лофверстрема, из-за этого несоответствия климатические модели изо всех сил пытались объяснить обширные ледники, которые продвигались в северной Европе и ознаменовали начало последнего ледникового периода.
«Проблема в том, что мы не знаем, откуда взялись эти ледяные щиты (в Скандинавии) и что заставило их расшириться за такой короткий промежуток времени», — сказал Лофверстром, доцент геолого-геофизических наук и руководитель исследования динамики системы Земли в Аризоне. лаборатория
Чтобы найти ответы, Лофверстром помог разработать чрезвычайно сложную модель системы Земли, известную как Модель системы Земли сообщества, которая позволила его команде реалистично воссоздать условия, существовавшие в начале самого последнего ледникового периода. Примечательно, что он расширил область модели ледяного щита от Гренландии, чтобы охватить большую часть Северного полушария с высокой пространственной детализацией.
Используя эту обновленную конфигурацию модели, исследователи определили океанские ворота в Канадском арктическом архипелаге как критически важную опору, контролирующую климат Северной Атлантики и в конечном итоге определяющую, могут ли ледяные щиты расти в Скандинавии.
Моделирование показало, что пока океанские ворота Канадского арктического архипелага остаются открытыми, орбитальная конфигурация Земли охлаждает Северное полушарие в достаточной степени, чтобы позволить ледяным щитам накапливаться в Северной Канаде и Сибири, но не в Скандинавии.
Во втором эксперименте исследователи смоделировали ранее не изученный сценарий, в котором морские ледяные щиты препятствовали водным путям в Канадском арктическом архипелаге. В этом эксперименте сравнительно пресная вода Арктики и северной части Тихого океана, обычно проходящая через Канадский арктический архипелаг, была отведена к востоку от Гренландии, где обычно формируются глубоководные массы. Это отклонение привело к опреснению и ослаблению глубокой циркуляции в Северной Атлантике, расширению морского льда и более прохладным условиям в Скандинавии.
«Используя как моделирование климата, так и анализ морских отложений, мы показываем, что лед, формирующийся в северной части Канады, может блокировать проходы через океан и отвлекать водные потоки из Арктики в Северную Атлантику, — сказал Лофверстром, — а это, в свою очередь, приводит к ослаблению циркуляции океана. и холодные условия у берегов Скандинавии, достаточные для того, чтобы в этом регионе начали расти льды».
«Эти результаты подтверждаются записями морских отложений из Северной Атлантики, которые свидетельствуют о наличии ледников в северной Канаде на несколько тысяч лет раньше, чем в Европе», — сказала Дайан Томпсон, доцент кафедры геонаук Университета Аризоны. «Записи осадочных пород также демонстрируют убедительные доказательства ослабления глубоководной циркуляции океана до образования ледников в Скандинавии, что аналогично результатам нашего моделирования».
Вместе эксперименты предполагают, что образование морского льда в северной части Канады может быть необходимым предшественником оледенения в Скандинавии, пишут авторы.
По словам Лофверстрома, выход климатических моделей за пределы их традиционного применения для прогнозирования климата будущего дает возможность выявить ранее неизвестные взаимодействия в системе Земли, такие как сложное и иногда нелогичное взаимодействие между ледяными щитами и климатом.
«Возможно, что выявленные нами здесь механизмы применимы к каждому ледниковому периоду, а не только к самому последнему», — сказал он. «Это может даже помочь объяснить более короткие холодные периоды, такие как похолодание в период позднего дриаса (от 12,900 11,700 до XNUMX XNUMX лет назад), которое акцентировало общее потепление в конце последнего ледникового периода».
Исследование, первоначально опубликованное на Nature Geoscience, Июнь 09, 2022.
