Группа ученых выяснила, что резкие климатические перестройки во время последнего ледникового периода происходили значительно дольше, чем предполагалось ранее. Анализ подземных минеральных отложений в пещерах Китая и Индии продемонстрировал, что восстановление циркуляции океанских вод занимало сотни лет, а не считанные десятилетия. Данная работа была опубликована в научном журнале Science.
Анализ слоев сталагмитов в пещерах
Исследователи детально изучили сталагмиты и сталактиты из пещер Шуикси на юго-западе Китая и Черрапунджи на северо-востоке Индии. Эти минеральные образования обладают четкими годовыми слоями, что позволило специалистам восстановить подробную климатическую летопись для нескольких эпизодов древнего потепления, известных как события Дансгора — Эшгера. Во время этих периодов температура воздуха в высоких широтах Северного полушария стремительно росла на 5–16 градусов Цельсия. Подобные резкие скачки напрямую связаны с усилением Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции течений, сокращенно AMOC. Ранее научное сообщество опиралось преимущественно на данные ледяных кернов из Гренландии. Считалось, что переломные моменты в океане происходили за пару десятков лет. Однако анализ изотопов кислорода в ледяных кернах отражает не только температуру воздуха, но и происхождение влаги, из-за чего общая картина могла искажаться. Пещерные же отложения из Азии реагируют на изменения океанских течений напрямую, что позволило провести независимую проверку старых гипотез.
Двухэтапный сценарий климатического сдвига
Сопоставив годичные слои сталагмитов с гренландскими данными и используя опубликованные материалы из пещеры Чжанцзя, ученые установили, что переходные процессы длились дольше ста лет. В среднем на полную перестройку уходило около 180 лет. Доктор Сиюй Дун, являющийся ведущим автором исследования, пояснил, что абсолютный возраст минералов удается определить с помощью уран-ториевого метода, однако для точной хронологии относительных изменений необходимы именно годичные слои. Совмещение этих подходов обеспечило получение надежных цифр. Компьютерное моделирование помогло разобраться в физике процесса. Выяснилось, что перестройка развивалась в два этапа. Сначала сокращение морского льда в северо-восточной части Северной Атлантики приводило к быстрому изменению региональной атмосферной циркуляции. Именно этот начальный толчок фиксировали ледяные керны Гренландии в виде резкого скачка изотопов кислорода. На втором этапе AMOC продолжала усиливаться, а лед в северо-западной части Атлантики продолжал таять. Характер ветров и пути переноса влаги при этом существенно не менялись, поэтому гренландские показатели оставались стабильными. Азиатские пещерные отложения фиксировали всю полноту процесса усиления океанской циркуляции до самого конца.
Профессор Хай Чэн отметил, что данное исследование проясняет сложную взаимосвязь между данными из пещер Азии, ледниками Гренландии и глобальными океанскими течениями. По словам авторов работы, новые выводы имеют принципиальное значение для обсуждения климатических рисков нашего времени. Когда ученые говорят о возможных переломных точках в атлантической циркуляции в будущем, необходимо предельно четко представлять реальные временные рамки подобных процессов. Скорость перехода имеет не меньшее значение, чем вызываемые им климатические последствия. Соавтор работы Сюй Чжан подчеркнул ценность объединения качественных палеоклиматических записей с процессно-ориентированным моделированием. Для дальнейшего изучения резких климатических сдвигов специалистам предстоит собрать еще больше данных из пещер, детально реконструировать состояние древних льдов в Атлантике и улучшить климатические модели, интегрирующие процессы формирования ледниковых щитов.