Изменение наклона оси вращения Земли влияет на состояние Антарктического ледяного щита

Основой новой истории Антарктиды стала уточненная оценка чувствительности климатической системы Земли к изменениям в наклоне оси.

Сопоставление геологических данных о льдах Антарктиды с информацией об астрономическом движении Земли выявило закономерности, однозначно говорящие о том, что изменение наклона оси нашей планеты напрямую влияет на состояние Антарктического ледяного щита. Выводы ученых опубликованы в журнале Nature Geoscience.

«Климат нашей планеты тесно связан с особенностями ее движения сквозь пространство. Например, последние ледниковые периоды объясняются изменениями в форме орбиты Земли вокруг Солнца, а также циклическими изменениями наклона оси, что в совокупности влияет на распределение и интенсивность солнечного излучения. Оказалось, что изменения осевого наклона планеты несут значительные последствия и для Антарктического ледяного щита, слоя льда глубиной в километры, содержащего огромные объемы воды, которая в случае таяния резко повысит уровень мирового океана», – пишут авторы исследования.

Изменение наклона оси вращения Земли влияет на состояние Антарктического ледяного щита

Изображение Антарктиды, составленное из снимков, полученных несколькими спутниками. Credit: NASA/Dave Pape

Команда, возглавляемая Ричардом Леви из Университета королевы Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) и Стивеном Мейерсом из Висконсинского университета в Мадисоне (США), сопоставила геологические данные об антарктических льдах с периодами вариаций астрономического движения Земли и проследила историю Антарктического ледяного щита на протяжении большей части последних 34 миллионов лет, начиная с момента образования ледяного покрова. Основой новой истории Антарктиды стала уточненная оценка чувствительности климатической системы Земли к изменениям в наклоне оси.

Исследование выявило закономерности роста и разрушения ледяного покрова, учитывая также присутствие морского льда, тонкого и хрупкого слоя замерзшего океана, окружающего Антарктиду. Критический вывод свидетельствует о том, что в мире, нагретом растущим количеством углекислого газа в атмосфере, потеря морского льда усилит циклические эффекты наклона Земли на ледяной покров за счет нагревания воды в океане. Это в свою очередь вызовет нестабильность антарктического ледника, что будет иметь серьезные последствия для уровня мирового океана.

«То, что стало очевидным благодаря этой работе и другим исследованиям, заключается в том, что Антарктический ледяной щит не просто сидит на своем месте. Он уязвим», – объясняет профессор Стивен Мейерс, эксперт в вопросах климатических реакций на изменения уровня солнечной радиации.

x

Впервые измеренный в конце 1950-х годов гляциологом Чарльзом Бентли один только Западно-Антарктический ледяной щит содержит достаточно воды, чтобы поднять уровень моря примерно на 5 метров. Континентальный щит, безусловно, самая большая «ледышка» на Земле, ​​содержит более 26 миллионов кубических километров льда. Чарльз Бентли и его коллеги обнаружили, что ледяной покров настолько тяжелый, что его значительная морская часть находится на суше на тысячи метров ниже уровня моря.

Морские ледяные щиты, отмечают Ричард Леви и Стивен Мейерс, особенно чувствительны к теплу, выделяемому океаническими течениями. Быстрые внутренние потоки Западной Антарктики заблокированы плавающими ледяными шельфами, утеря которых повышает вероятность побега морского льда. Их исследование предполагает, что сокращение морского льда из-за изменения климата разрушило бы барьер, удерживающий ледяной щит, включая его части ниже уровня моря.

«Морской лед создает барьер между океаном и льдом. Если нам не удастся снизить выбросы углекислого газа и средняя температура Земли прогреется более чем на 2 градуса по Цельсию, морской лед уменьшится, и мы перенесемся в мир далекого прошлого – в начало или середину миоцена», – заявляет Ричард Леви, ссылаясь на геологическую эпоху, которая закончилась около 14 миллионов лет назад, когда Земля и ее полярные регионы были гораздо более умеренными, с атмосферой, насыщенной углекислым газом, и глобальными температурами, в среднем, теплее на 3-4 градуса по Цельсию.

Изменение наклона оси вращения Земли влияет на состояние Антарктического ледяного щита

Сравнение размеров Антарктического ледяного щита 15 миллионов лет назад (слева) и сегодня (справа). Credit: Richard Levy

Чтобы воссоздать историю ледяного щита, Ричард Леви и Стивен Мейерс обратились к геологическим записям окружения Антарктики и связали их с более далекими глубоководными морскими осадочными слоями, содержащими ископаемые раковины обитающих в океане микроскопических организмов, известных как фораминиферы. Эти формы жизни накапливают в своих раковинах изотопы кислорода, предоставляющие подробную химическую запись об изменениях объемов Антарктического ледяного щита.

Полученные геологические данные указали на значительную изменчивость размеров Антарктического ледяного щита, обусловленную предсказуемыми изменениями астрономических параметров Земли и уровня углекислого газа в атмосфере. До этого момента, причина, по которой ледяной покров по-разному реагировал на одни и те же астрономические циклы, оставалась загадкой. Увязка этих циклов с подробными химическими данными позволяет предположить, что повышенное содержание углекислого газа в атмосфере и связанная с этим потеря морского льда вокруг Антарктики сыграли большую роль в усилении влияния изменений астрономического движения Земли на долговечность и стабильность антарктического льда.

«Все это свидетельствует о том, что нам необходимо снизить выбросы парниковых газов, если мы не хотим потерять оставшийся морской лед», – заключил Ричард Леви, также отметив, что в 2017 и 2018 годах количество морского льда в Антарктике сократилось после нескольких десятилетий роста.

in-space.ru