Ученые давно предполагают, что климатическая система нашей планеты тесно связана с небесными движениями Земли.

Например, время последних ледниковых периодов объясняется изменениями в форме орбиты нашей планеты вокруг Солнца, а также циклическими изменениями наклона Земли вокруг ее оси и ее «вершинного» колебания на эта ось, все из которых в совокупности влияют на распределение и интенсивность солнечного излучения.

Теперь оказывается, что изменения осевого наклона — то, что ученые называют «косой» — планеты, имеют значительные последствия для взлета и падения ледяного покрова Антарктики, слоя льда глубиной в несколько миль, который запирает огромные объемы воды. это, в случае таяния, резко повысит уровень моря и изменит мировое побережье.

На этой неделе в журнале Nature Geoscience пишут команда, возглавляемая Ричардом Леви из Новозеландского Университета GNS Science и Виктории в Веллингтоне и Стивеном Мейерсом из Университета Висконсин-Мэдисон, описывающие исследования, которые сопоставляют геологическую запись льда Антарктиды с периодической астрономической движения Земли. Сравнивая эти две записи, исследователи Новой Зеландии и Висконсина повторяют историю Антарктического ледникового щита на протяжении большей части последних 34 миллионов лет, начиная с момента образования ледяного покрова.

В основе новой перспективы Антарктического ледникового щита лежит уточненная оценка чувствительности климатической системы Земли к изменениям в наклоне, мощный инструмент для изучения ледяной истории Антарктиды.

Исследование важно, потому что оно выявляет закономерности роста и разрушения ледяного покрова в течение геологического времени, включая 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, вероятно, усилит циклические эффекты наклона Земли на ледяной покров при нагревании воды в океане. Потеря морского льда из-за потепления климата может вызвать нестабильность Антарктического ледяного щита, что будет иметь серьезные последствия для глобального уровня моря.

«То, что делает это исследование, характеризует рост и разрушение Антарктического ледяного щита и проливает свет на то, что заставляет его меняться», — объясняет Майерс, профессор геофизики UW-Madison и эксперт о том, как климат реагирует на изменения солнечной радиации. от астрономических движений Земли. «То, что стало очевидным благодаря этой работе и другим исследованиям, заключается в том, что Антарктический ледяной щит не просто сидит там. Он уязвим для разложения».

Впервые измеренный в конце 1950-х годов гляциологом UW-Madison Чарльзом Бентли, один только Западно-Антарктический ледяной щит содержит достаточно льда, чтобы поднять уровень моря примерно на 5 метров. Континентальный ледяной щит, безусловно, самая большая единичная масса льда на Земле. Глубина миль в местах и ​​содержит более 26 миллионов кубических километров льда. Бентли и его коллеги обнаружили, что ледяной покров настолько тяжелый, что значительная часть западно-антарктического ледяного покрова находится на суше на тысячи метров ниже уровня моря, что делает его морским ледяным покровом в некоторых местах.

Морские ледяные щиты, отмечают Леви и Мейерс, особенно чувствительны к теплу, выделяемому океанскими течениями. Быстро текущие внутренние ледяные потоки Западной Антарктики подкрепляются плавающими ледяными шельфами, которые — в случае уменьшения или утери — повышают вероятность побега морского льда в Западной Антарктике.

Новое исследование предполагает, что сокращение морского льда из-за изменения климата разрушило бы барьер, удерживающий ледяной щит — включая его части ниже уровня моря — на месте.

«Морской лед создает барьер между океаном и льдом. Если нам не удастся достичь целей по выбросам углекислого газа и средняя температура Земли прогреется более чем на 2 градуса по Цельсию, морской лед уменьшится, и мы прыгнем в мир, который больше похож на тот, что был в прошлом». испытанный в начале-середине миоцена, — говорит 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 (от 7 до 9 градусов по Фаренгейту).

Чтобы воссоздать историю ледникового щита, Мейерс и Леви обратились к геологическим записям, окружающим Антарктику, и связали их с более отдаленными глубоководными морскими осадочными ядрами, содержащими ископаемые раковины обитающих в океане микроскопических организмов, известных как фораминиферы или форамы. Мейерс объясняет, что химический состав оболочек молочных желез, в частности изотопов кислорода, содержит подпись, которая документирует приливы и отливы антарктического льда. Формы, обитающие в глубоком океане, накапливают изотопы в своих раковинах, а различные изотопы кислорода могут дать подробную химическую запись об изменениях объемов Антарктического ледяного щита.

Эти геологические данные, по словам Леви и Мейерса, указывают на значительную изменчивость размеров Антарктического ледяного щита, обусловленную предсказуемыми изменениями астрономических параметров Земли и пороговыми изменениями в уровнях углекислого газа в атмосфере. До этого нового исследования, почему ледяной покров по-разному реагировал на одни и те же астрономические циклы в разное время, было 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 в астрономических движениях Земли на долговечность и стабильность антарктического льда. Простынь.

«Все эти данные свидетельствуют о том, что нам необходимо взломать и снизить выбросы парниковых газов», — говорит Леви, отмечая, что в 2017 и 2018 годах сократилось количество морского льда в Антарктике после нескольких десятилетий роста. «Мы не хотим терять этот морской лед».