В течение многих лет учёные обсуждали, был ли когда-то Арктический океан покрыт гигантским толстым ледяным шельфом во время самых холодных ледниковых периодов. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, опровергает эту идею. Исследовательская группа не обнаружила доказательств наличия массивного ледяного шельфа толщиной около 1 км. Вместо этого Арктический океан, по-видимому, был покрыт сезонным морским льдом, оставляя открытой воду и условия для поддержания жизни даже в самые суровые периоды похолодания за последние 750 000 лет.
Исследование
Статья называется «Сезонный морской лёд характеризовал ледниковый Арктико-Атлантический пролив за последние 750 000 лет».
Это открытие имеет решающее значение для понимания того, как Арктика реагировала на изменение климата в прошлом и как она может вести себя в будущем.
Под руководством проекта Европейского исследовательского совета Synergy Grant Into the Blue — i2B исследовательская группа изучала керны отложений, собранные с морского дна в центральной части Норвежского моря и на плато Ермак к северу от Шпицбергена. В этих кернах содержатся крошечные химические отпечатки пальцев водорослей, которые жили в океане давным-давно. Некоторые из этих водорослей растут только в открытой воде, в то время как другие процветают под сезонным морским льдом, который формируется и тает каждый год.
«Наши керны отложений показывают, что морская жизнь была активна даже в самые холодные времена», — сказал Йохен Книес, ведущий автор исследования из Арктического университета Норвегии в Тромсё и соруководитель проекта Into The Blue — i2B. «Это говорит нам о том, что на поверхности должен был быть свет и открытая вода. Вы бы этого не увидели, если бы весь Арктический океан был покрыт километровым слоем льда».
Одним из ключевых индикаторов, который искала команда, была молекула под названием IP25, которая производится водорослями, живущими в сезонном морском льду. Её регулярное появление в отложениях показывает, что морской лёд приходил и уходил в зависимости от сезона, а не оставался замёрзшим круглый год.
Чтобы проверить выводы, основанные на геологических данных, исследовательская группа использовала компьютерную модель AWI Earth System Model — модель высокого разрешения — для имитации условий в Арктике в течение двух особенно холодных периодов: последнего ледникового максимума около 21 000 лет назад и более глубокого похолодания около 140 000 лет назад, когда большие ледяные щиты покрывали большую часть Арктики.
«Модели подтверждают то, что мы обнаружили в отложениях», — сказал Книес. «Даже во время этих экстремальных оледенений тёплые воды Атлантики всё ещё поступали в Арктический пролив. Это помогало предотвратить полное замерзание некоторых частей океана».
Модели также показали, что лёд не был статичным. Вместо этого он перемещался в зависимости от сезона, создавая отверстия во льду, куда мог проникнуть свет и где могла продолжаться жизнь.
Это исследование не только меняет наше представление о прошлом климате в Арктике, но и имеет значение для прогнозов будущего климата. Понимание того, как морской лёд и циркуляция океана реагировали на прошлые климатические экстремумы, может улучшить модели, которые прогнозируют будущие изменения в условиях потепления.
«Эти реконструкции помогают нам понять, что возможно, а что нет, когда речь идёт о ледяном покрове и динамике океана», — сказал Геррит Ломанн, соавтор исследования из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований Гельмгольца (AWI) и соруководитель Into The Blue — i2B. «Это важно при попытке предсказать, как ледяные щиты и морской лёд могут вести себя в будущем».
Некоторые учёные утверждали, что особенности на морском дне Арктики свидетельствуют о том, что огромный ледяной шельф когда-то покрывал весь океан. Но это новое исследование предлагает другое объяснение. «Возможно, в некоторых частях Арктики во время особенно суровых холодных фаз существовали недолговечные ледяные шельфы», — сказал Книес. «Но мы не видим никаких признаков единого массивного ледяного шельфа, который покрывал бы всё в течение тысяч лет».
Одним из возможных исключений могло быть событие около 650 000 лет назад, когда биологическая активность в осадочных отложениях резко снизилась. Но даже тогда данные указывают на временное событие, а не на длительное существование ледяной крышки над Арктикой.
Исследование проливает новый свет на то, как Арктика вела себя в экстремальных условиях в прошлом. Это важно, поскольку сегодня Арктика быстро меняется. Знание того, как морской лёд и циркуляция океана реагировали на прошлые климатические сдвиги, помогает учёным понять, что может ждать нас впереди.
«Эти прошлые закономерности помогают нам понять, что возможно в будущих сценариях», — сказал Книес. «Нам нужно знать, как Арктика ведёт себя в условиях стресса, и какие переломные моменты следует отслеживать, поскольку Арктика реагирует на потепление в мире».