Таяние ледяных щитов обвинили в нарушении углеродного обмена в Северном полушарии

Резкие скачки концентрации углекислого газа в ледниковые и межледниковые эпохи 330-450 тысяч лет назад сопровождались ослаблением Атлантической меридиональной циркуляции. Вероятно, это было вызвано поступлением больших объемов пресной воды из покровных ледников в Атлантический океан на фоне потепления климата. Ученые подчеркивают важность этого открытия для климатических прогнозов, ведь на текущий момент концентрация CO₂ в атмосфере неуклонно растет, а ледяные щиты тают с рекордной скоростью. Статья опубликована в журнале Science.

Атлантическая меридиональная циркуляция (AMOC) — важный, но не слишком хорошо изученный компонент климатической системы Земли. Она представляет собой сочетание поверхностных и термохалинных течений Атлантики: в верхних слоях происходит перемещение теплых и соленых вод с юга на север, а в более глубоких слоях — термохалинный отток холодных и более пресных вод с севера на юг. В двух областях — Северном море и море Лабрадор — эти течения сталкиваются, закручиваются и смешиваются. AMOC приносит порядка 25 процентов тепла в Северное полушарие, а также является важнейшим поглотителем углекислого газа в нем, захватывая ежегодно около 700 миллионов тонн углерода (это больше, чем годовые выбросы парниковых газов от всей Индии). Важность AMOC для регуляции климата не вызывает сомнений, но пока не до конца ясно, останется ли она столь же эффективной на фоне его антропогенного изменения.

Ученые под руководством Кристофа Нербасс-Алеса (Christoph Nehrbass-Ahles) из Университета Берна исследовали скачки концентраций углекислого газа в атмосфере (carbon dioxide jumps, CDJ) в ранние ледниковые и межледниковые периоды (330-450 тысяч лет назад). Для этого они использовали данные о концентрациях CO₂ из антарктического керна EPICA Dome C, которые сопоставляли с данными анализа изотопов ¹⁸O и ¹³C в морских отложениях, взятых на глубине 2600 метров у пиренейского побережья Португалии. Эти отложения включали окаменелые остатки планктона Cibicidoides wuellerstorfi и Globigerina bulloides и позволяли судить о циркуляции Атлантического океана в исследуемый период.

Авторам исследования удалось зарегистрировать пять ранее неописанных скачков концентрации углекислого газа. Также ученые обнаружили, что дегляциация связана с AMOC положительной обратной связью через углеродный цикл: поступление больших объемов пресной воды из тающих ледяных щитов (преимущественно из Антарктического), происходящее на фоне растущей концентрации CO₂ в атмосфере, приводило к нарушению AMOC — она становилась слабее и менее активно поглощала углерод в северном полушарии. Климатологи отметили, что выявление такой закономерности сыграет важнейшую роль в климатических прогнозах, ведь сейчас уровень содержания углекислого газа в воздухе растет с каждым годом, и в Северном полушарии наблюдается рекордно быстрое таяние Гренландского щита.

До недавнего времени считалось, что потепление климата не всегда несет угрозу живым обитателям планеты, ведь ордовикско-силурийское вымирание произошло во время похолодания. Но недавно ученые опровергли это убеждение, обнаружив, что эта катастрофа сопровождалась всплеском вулканической активности и повышенными концентрациями углекислого газа в атмосфере. Теперь известно, что все пять массовых вымираний в истории Земли произошли в периоды глобального потепления.

Марина Попова