Изучение динамики уровня моря в кайнозое подтвердило роль человека в его современном повышении

Колебания уровня моря на протяжении всего кайнозоя (то есть последние 66 миллионов лет) в большей степени зависели от параметров земной орбиты, чем от концентрации CO₂ в атмосфере. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, указаны эпизоды повышения и понижения уровня моря в соответствии с периодами солнечно-лунной прецессии, колебаний эксцентриситета орбиты и наклона земной оси. Но начиная с XX века решающая роль в изменении уровня моря перешла к антропогенным выбросам парниковых газов.

Повышение уровня моря — одно из наиболее очевидных проявлений глобального изменения климата. Скорость этого процесса выросла с 1,4 миллиметра в год в XX веке до 3,1 ± 0,4 миллиметра в год в начале XXI века. Ученые связывают это с антропогенной деятельностью, но сталкиваются с большим числом возражений: ведь на повышение уровня моря влияет большое число геологических процессов, и ведущую роль антропогенного изменения климата не так легко доказать. К примеру, некоторые ранее проводившиеся исследования изменения уровня моря в кайнозое указывали на решающую роль циклов Миланковича в этом процессе.

Ученые под руководством Кеннета Миллера (Kenneth G. Miller) из Ратгерского университета исследовали историю изменения уровня моря за последние 66 миллионов лет, охватив всю кайнозойскую эру до 2010 года. Для этого они изучили отложения окаменелых фораминифер Cibicidoides spp. на континентальном шельфе Нью-Джерси и Делавера, благодаря чему новое исследования избежало артефактов в виде объединения данных по Атлантическому и Тихому океанам, которые сопровождали классические публикации в этой области.

Концентрация тяжелого ¹⁸O, закрепляющегося в раковинах фораминифер в процессе кальцификации, растет с понижением температуры воды, и эту особенность можно использовать для палеоклиматического анализа. Авторы исследования придерживались следующей калибровочной шкалы: концентрация ¹⁸O в воде, не достигшая 0,5 промилле, свидетельствует о периоде глобального потепления; 0.5 — 1.8 промилле — периоде умеренного климата; более 1.8 промилле — ледниковом периоде.

Часть результатов исследования точно воспроизводила ранее полученные данные, но обнаружился и ряд отличий: температура воды вблизи дна океана от начала олигоцена до среднего миоцена составляла от пяти до восьми градусов Цельсия, хотя в ту эпоху ледниковый покров превосходил по площади современный, и ученые полагали, что при столь теплых температурах донных слоев морской воды образование больших ледяных масс невозможно. Также климатологи опровергли ранние представления о том, что 48-34 миллиона лет назад Земля была свободной ото льда — на самом деле этот промежуток времени соответствует ледниковому периоду.

Авторы исследования сошлись на том, что на протяжении десятков миллионов лет вплоть до начала XX века ведущим фактором изменения уровня моря были не изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, а небольшие изменения в орбите планеты, обусловленные циклами Миланковича — они обнаружили колебания концентраций ¹⁸O с соответствующей периодичностью.

Однако, в последние десятилетия температура воздуха постепенно растет, что идет вразрез с циклами Миланковича, согласно которым наша планета сейчас должна очень постепенно входить в новую эпоху оледенения. На этом строится предположение ученых о том, что на данный момент антропогенные выбросы парниковых газов влияют на повышение температуры и уровня морской воды сильнее, чем параметры земной оси.

Недавно был проведен экспертный опрос ведущих мировых специалистов в области климатологии, который показал, что уровень моря может вырасти на 0,63-1,32 метра к 2100 году.

Марина Попова