Великая оттепель, или Почему закончился ледниковый период
Последний большой ледниковый период начался около 120 тыс. лет назад. Один язык толщиной местами более трёх километров охватил практически всю Канаду и даже добрался до Манхэттена. Другой распространился по большей части Сибири и Северной Европы, остановившись лишь близ Лондона. Обширные районы превратились в тундры и пустыни, ибо на планете стало суше. Уровень моря опустился на 120 м ниже сегодняшнего: Великобритания и Ирландия были частью континентальной Европы, Австралия, Тасмания и Новая Гвинея составляли единый материк под названием
Затем, около 20 тыс. лет назад, началась великая оттепель. В течение 10 тыс. лет среднемировая температура выросла на 3,5 ?C, и основная часть льда растаяла. Низменные районы затопило: образовались Ла-Манш и Северное море, нашим предкам пришлось покинуть поселения, бывшие некогда прибрежными.
В чём же причина столь резкой трансформации планеты?
Первый этап великой оттепели: в Северном полушарии становится чуть более солнечно, и в Атлантику попадает огромное количество талой воды. (Здесь и ниже инфографика NewScientist.)
В 1830-х годах один из основоположников гляциологии
Что заставляло лёд приходить и уходить? В 1864 году шотландский климатолог
Кролл ошибся во многих деталях, но был на верном пути. В начале XX века сербский астроном
Но это не решило всех загадок. Начать с того, что вариативность солнечного излучения, достигающего планеты, невелика. Даже если учесть, что в результате таяния снега и льда Земля поглощает больше тепла, этим нельзя объяснить окончание ледникового периода. Более того, когда летнее солнце становится ярче в Северном полушарии, Южное получает меньше излучения. Кстати, Кролл из-за этого предположил, что когда север замерзает, то юг оттаивает, и наоборот. Но в действительности весь мир нагревается примерно в одно и то же время.
Казалось, разгадку удалось получить в 1980-х годах, когда керны льда Антарктиды показали удивительно сильную корреляцию между атмосферным уровнем углекислого газа и температурой. Если в Северном полушарии вскоре после начала оттепели стала расти концентрация углекислого газа, этим можно объяснить потепление и в Южном. Однако примерно десять лет назад стало ясно, что Антарктика начала нагреваться за несколько сотен лет до роста уровня двуокиси углерода. Выходит, что, хотя углекислый газ, без сомнения, внёс вклад в парниковый эффект, он не был первопричиной.
Второй этап: талая вода останавливает Атлантическую циркуляцию, Север замерзает, на Юге теплеет ещё сильнее.
И это не единственная тайна. В 1930-х годах исследования донных отложений, содержащих пыльцу цветка Dryas octopetala и других растений, показали, что почти сразу же после потепления в Европе вновь стало холодно. Этот так называемый
Однако в тот же период Антарктика продолжала стабильно нагреваться. Этот парадокс невозможно объяснить ни солнечным излучением, ни углекислым газом. Остаются морские течения. Дело в том, что в результате таяния ледников в Северную Атлантику поступило огромное количество пресной воды. Судя по морским отложениям близ ирландских берегов, всего за несколько сотен лет уровень моря
Нынче солёная вода, прибывая в Северную Атлантику из тропиков, остывает, становится более плотной и опускается на дно, после чего отправляется обратно в Южное полушарие. На поверхности же тёплая вода (Гольфстрим и другие течения) движется на север. Эта система называется Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляцией.
19 тыс. лет назад поток пресной воды привёл к тому, что солёная вода стала менее густой, и циркуляция замедлилась. Морские отложения
В 1990-х годах поиск источника углекислого газа сосредоточился на Южном океане. Изотопы из донных отложений
Сегодня считается общепризнанным, что за выброс углекислого газа в атмосферу несёт ответственность активизация вертикального перемешивания в Южном океане. Например, в 2009 году там
Что же вызвало этот процесс? На этот счёт есть две идеи.
А
В этом году Джереми Шакун из Гарвардского университета (США) и его коллеги
Около 20 тыс. лет назад ледники Северного полушария зашли так далеко на юг, что даже небольшого увеличения солнечного излучения оказалось достаточно для начала обширного таяния. Пресная вода наполнила Северную Атлантику, закрыла местную циркуляцию, ускорив тем самым потепление в Южном полушарии. Перераспределение тепла привело к тому, что за период 20?17,5 тыс. лет назад среднемировая температура повысилась всего на 0,3 ?C.
Ветры, течения или же и то и другое привели к тому, что глубокая вода Южного океана поднялась, и в атмосферу вышел углекислый газ, остававшийся запертым на протяжении нескольких тысяч лет. Когда его уровень превысил 190 частей на миллион, тёплой стала вся планета. Далёкий север реагировал на это медленно, но примерно 15 тыс. лет назад атмосферная концентрация двуокиси углерода достигла уже 240 частей на миллион, Атлантическая опрокидывающая циркуляция вновь заработала в полную силу, и в Северное полушарие окончательно вернулось потепление. В Южном полушарии это имело обратный эффект: потепление замедлилось, и выход углекислого газа из океана прекратился.
«Качели» снова дали о себе знать примерно 12,9 тыс. лет назад. Температура в северных широтах упала. Этот период — поздний дриас — продолжался около 1 300 лет. По-видимому, причиной стал внезапный прорыв колоссального североамериканского озера талой воды в Атлантику. История повторилась: циркуляция замерла, Южный океан начал выпускать углекислый газ, концентрация последнего выросла до 260 частей на миллион... Где-то 10 тыс. лет назад планета вновь преобразовалась: лёд отступил, море поднялось, наши предки начали возделывать землю.
За последние миллионы лет лёд несколько раз атаковал и отступал, так что едва ли то был последний ледниковый период. Но на этот раз свои коррективы внёс человек. Подумайте вот над чем: потребовался лишь небольшой рост солнечного излучения и увеличение атмосферной концентрации углекислого газа на 70 частей на миллион, чтобы растопить крупные ледники, покрывавшие Евразию и Америку. Однако с начала индустриальной революции этот уровень увеличился уже на 130 частей на миллион. Если мы
На это уйдут тысячи лет, и не факт, что наша цивилизация продержится столько времени в непривычных условиях. Возможно, геологам, гляциологам и климатологам будущего придётся заново открывать всё, что изложено в этой статье, когда закончится следующий ледниковый период.
Подготовлено по материалам