Площадь зимних льдов в Беринговом море сократилась до минимума за последние 5,5 тысячи лет. Согласно прогнозам ученых, в течение следующих десятилетий зимний лед может вообще полностью исчезнуть. Причиной таких изменений, как предполагают исследователи, стало глобальное изменение климата, а также влияние воздушных и океанических течений. Статья опубликована в журнале Science Advances.
В последние десятилетия площадь летнего льда в Северном Ледовитом океане сокращается одновременно с увеличением выбросов углекислого газа в атмосферу. Тем не менее, до сих пор в Беринговом море ситуация была не столь критичной: до недавнего времени количество зимнего льда в нем оставалось более-менее стабильным, или даже увеличивалось, что, по мнению экологов, указывало на меньшую уязвимость к антропогенному изменению климата.
Однако в новой работе Мириам Джонс (Miriam C. Jones) из Геологической службы США вместе с коллегами проанализировала десять образцов керна торфяных отложений с острова Святого Матвея, в которых были обнаружены остатки растений возрастом от 5,5 тысячи лет, и описала, как изменялось количество льда в море с течением времени и какие климатические процессы происходили в этот период. Для этого ученые провели изотопный анализ относительного содержания в целлюлозе двух стабильных изотопов кислорода — кислорода-18 (18O) и кислорода-16 (16O). Оно колеблется в зависимости от процессов, происходящих в атмосфере и океане, и поскольку растения поглощают кислород из воздуха, они регистрируют эти изменения. Благодаря этому ученые смогли отследить историю выпадения осадков и атмосферной циркуляции за 5,5 тысячи лет.
Затем авторы установили связь между изотопами кислорода и протяженностью морского льда. Известно, что количество льда в Беринговом море напрямую связано с изменением направления ветра. Поэтому исследователи создали компьютерную модель, которая учитывает климатические условия с 1979 по 2018 год, соотношение изотопов кислорода в целлюлозе в этот период и спутниковые данные. Оказалось, когда дул сильный южный ветер и было меньше морского льда, относительное количество кислорода-18 увеличивалось. С другой стороны, когда преобладал северный ветер, и морского льда было меньше, в целлюлозе сокращалось относительное содержание кислорода-18.
После исследователи проанализировали содержание изотопов кислорода в целлюлозе из торфа, чтобы отследить рост или сокращение количества морского льда в регионе на протяжении нескольких тысяч лет. Поскольку большая часть осадков выпадает зимой и весной, изотопы кислорода указывают на изменение условий с февраля по май, а не летом. Выяснилось, что содержание кислорода-18 в целлюлозе, зарегистрированное зимой 2018 года, оказалось самым высоким, а площадь морского льда — самой маленькой за последние 5,5 тысячи лет. В целом, и в феврале 2018 года, и в феврале 2019 года показатель был на 60-70 процентов ниже, чем в среднем с февраля по май с 1979 по 2017 год.
В доиндустриальные времена количество морского льда в зимнее время постепенно сокращалось, что в основном было связано с колебаниями земной оси, из-за чего регион стал получать больше солнечного света. Но геологи также обнаружили, что концентрация углекислого газа в атмосфере, информацию о которой они получили на основе прошлых исследований, была тесно связана с объемом льда. Когда уровень CO2 начал превышать 280 частей на миллион после начала промышленной революции в середине 1700-х годов, значения кислорода-18 также начали расти, с соответствующим уменьшением морского льда.
Однако как именно увеличение CO2 может быть связано с объемом зимнего льда, не до конца ясно: причиной может быть как рост содержания парниковых газов в атмосфере и сопутствующее этому процессу потепление, так и изменения атмосферной циркуляции из-за увеличения выбросов CO2. Тем не менее, существует вероятность, что даже сегодня содержание углекислого газа в воздухе уже достаточно высоко, чтобы привести к полной потере всего зимнего льда в Беринговом море в течение десятилетий, что окажет влияние на Северный Ледовитый океан.
Ранее исследователи также говорили о рекордном сокращении площади антарктического льда, а также росте скорости разрушения антарктического ледового щита. Кроме того, климатологи предрекают, что к 2050 году на Северном полюсе в период летнего таяния льда практически не будет.
Кристина Уласович