Более 50 лет учёные спорят о том, был ли массивный ледяной шельф толщиной до 1 километра, который покрывал весь Северный Ледовитый океан во время прошлых ледниковых периодов, превращая холодную воду в твёрдую ледяную поверхность, подобную шельфу Росса в Антарктиде.
Гипотеза возникла в 1970-х годах, когда британский гляциолог Джон Мерсер и другие предположили, что во время чрезвычайно холодных периодов континентальные ледяные покровы простирались далеко в Северный Ледовитый океан. Она получила поддержку в 1990-х годах, когда исследователи начали находить доказательства бороздок на морском дне, свидетельствующих о том, что большой километровый лёд садился на мель.
«Мы выяснили, что даже вблизи норвежского побережья была открытая вода, что полностью противоречит гипотезе о большом ледяном шельфе, покрывающем Северный Ледовитый океан», — сказал соавтор Геррит Ломанн, климатолог из Института Альфреда Вегенера в Германии. Однако некоторые эксперты утверждают, что результаты меняют лишь время и местоположение арктических ледяных шельфов.
Чтение древних водорослей
Вместо того чтобы анализировать шрамы на морском дне, авторы исследования изучили то, что жило в древних донных отложениях. Они проанализировали два керна отложений, пробуренных из Северного Ледовитого океана между Европой и Гренландией, в поисках молекул, произведённых морскими водорослями, такими как диатомовые водоросли и динофлагелляты, до того, как организмы умерли и опустились на морское дно.
Некоторые виды водорослей растут на нижней стороне сезонного морского льда, а другие процветают в открытой воде. Их присутствие или отсутствие в отложениях, отложенных в определённый период времени, сигнализирует о том, был ли морской лёд, когда они жили. Уровень кальция в отложениях также может указывать на продуктивность морских организмов в поверхностных водах.
Ища уникальные химические сигнатуры организмов в датированных участках кернов, учёные могли сделать вывод, был ли сплошной ледяной шельф, полностью покрывавший поверхность океана, и когда это было.
Результаты показали наличие как сезонного морского льда, так и открытой воды за последние 750 000 лет, за исключением периода около 676 000 лет назад, когда уровень химических веществ, характерных для ключевых морских организмов, снизился примерно на 55 000 лет.
Первый автор исследования, Йохен Книес, обсуждал результаты исследования керна с Ломанном в поезде по дороге домой после интервью о финансировании. Ломанн сразу понял, что вычислительная климатическая модель, над которой он работал, модель земной системы AWI с высоким разрешением, может предложить дополнительные данные об условиях морского льда в то время. «Мы обсуждали это часами, возможно, мешая другим в поезде», — сказал Ломанн.
После некоторых испытаний он обнаружил, что модель независимо предсказала, что в тех же регионах, где были взяты образцы керна, вместо сплошного ледяного шельфа в течение холодных периодов была открытая вода и сезонный морской лёд. «Я был поражён, увидев, что в тех временных срезах, которые интересовали [Книеса], морской лёд даже частично отсутствовал летом», — сказал Ломанн о результатах моделирования. «Это было полностью противоположно другим гипотезам».
«Я бы предположил, что там, где они нашли открытую воду, должны были быть времена, когда этот ледяной шельф в Северном Ледовитом океане продвигался в этот район, и, очевидно, этого не было», — сказал Йохан Нильссон, палеоокеанограф из Стокгольмского университета в Швеции, который не участвовал в новом исследовании, но публиковал данные о морском дне, свидетельствующие о наличии ледяного шельфа в Северном Ледовитом океане.
Дебаты продолжаются
Для Нильссона результаты не полностью опровергают возможность существования больших ледяных шельфов в Северном Ледовитом океане; вместо этого они переопределяют их возможные границы. «Я думаю, что для меня это отодвигает границу ледяных шельфов в Северном Ледовитом океане немного дальше на север от Шпицбергена», — сказал Нильссон.
Авторы нового исследования «не видят ледяных шельфов в Норвежско-Гренландском море, но это не значит, что их не было в Арктике», — сказал Леонид Поляк, палеоокеанограф из Университета штата Огайо, который не участвовал в исследовании. Он отметил, что доказательства существования арктических ледяных шельфов убедительны, и дебаты о том, собирались ли они в один пан-арктический ледяной шельф, «немного раздуты».
«Практически все согласны с тем, что в Северном Ледовитом океане были ледяные шельфы. Вопрос в том, когда именно они существовали, как долго и где?» — сказал Поляк. Авторы нового исследования «не видят ледяных шельфов в Норвежско-Гренландском море, но это не значит, что их не было в Арктике».
Ломанн признал, что в Арктике остаются загадки и что дебаты о пан-арктическом ледяном шельфе, возможно, ещё не закончены. «Я чувствую, что последнее слово ещё не сказано», — сказал он.
Автор: Эндрю Чапман (@andrewchapman.bsky.social), научный писатель.
Цитирование: Chapman, A. (2025), Arctic ice shelf theory challenged by ancient algae, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250298. Опубликовано 13 августа 2025 года.
Текст © 2025. Авторы. CC BY-NC-ND 3.0