Северный Ледовитый океан оставался открытым во время ледниковых периодов

Ученые годами спорили о том, покрывал ли гигантский толстый шельфовый ледник весь Северный Ледовитый океан во время самых холодных ледниковых периодов. Теперь новое исследование, опубликованное в Science Advances, оспаривает эту идею, поскольку исследовательская группа не нашла никаких доказательств наличия огромного ~1-километрового шельфового ледника. Вместо этого Северный Ледовитый океан, по-видимому, был покрыт сезонным морским льдом, оставляя открытую воду и условия для поддержания жизни даже в самые суровые периоды холодных периодов за последние 750 000 лет. Это открытие дает нам важную информацию для понимания того, как Арктика реагировала на изменение климата в прошлом, и как она может вести себя в будущем.

Под руководством проекта Европейского исследовательского совета Synergy Grant Into the Blue – i2B исследовательская группа изучала керны осадков, собранные со дна центральных северных морей и плато Ермак к северу от Шпицбергена. Эти керны содержат крошечные химические отпечатки водорослей, которые жили в океане много лет назад. Некоторые из этих водорослей растут только в открытой воде, в то время как другие процветают под сезонным морским льдом, который образуется и тает каждый год.

«Наши осадочные керны показывают, что морская жизнь была активна даже в самые холодные времена», — сказал Йохен Книс, ведущий автор исследования, работающий в UiT The Arctic University of Norway , и соруководитель проекта Into The Blue — i2B. «Это говорит нам о том, что на поверхности должен был быть свет и открытая вода. Вы бы этого не увидели, если бы вся Арктика была заперта под ледяной глыбой толщиной в километр».

Одним из ключевых индикаторов, которые искала команда, была молекула под названием IP 25, которая вырабатывается водорослями, живущими в сезонном морском льду. Ее регулярное появление в отложениях показывает, что морской лед появлялся и исчезал в зависимости от сезона, а не оставался замороженным круглый год.

Для проверки результатов, основанных на геологических данных, исследовательская группа использовала модель системы Земли AWI — компьютерную модель высокого разрешения — для моделирования условий Арктики в течение двух особенно холодных периодов: последнего ледникового максимума около 21 000 лет назад и более глубокого замерзания около 140 000 лет назад, когда большие ледяные щиты покрывали большую часть Арктики.

«Модели подтверждают то, что мы обнаружили в отложениях», — сказал Книс. «Даже во время этих экстремальных оледенений теплая атлантическая вода все еще поступала в арктические ворота. Это помогло удержать некоторые части океана от полного замерзания».

Модели также показали, что лед не был статичным. Вместо этого он менялся в зависимости от сезона, создавая во льду просветы, через которые свет мог достигать воды, и где жизнь могла продолжать процветать. Это исследование не только меняет наше представление о прошлом арктического климата, но и имеет значение для будущих климатических прогнозов. Понимание того, как морской лед и циркуляция океана реагировали на прошлые климатические экстремальные явления, может улучшить модели, которые прогнозируют будущие изменения в теплеющем мире.

«Эти реконструкции помогают нам понять, что возможно — а что нет — когда речь идет о ледовом покрове и динамике океана», — сказал Геррит Ломанн, соавтор этого исследования, работающий в Институте Альфреда Вегенера, Центре полярных и морских исследований имени Гельмгольца (AWI) и соруководитель Into The Blue — i2B. «Это важно, когда пытаешься предсказать, как ледяные щиты и морской лед могут вести себя в будущем».

Некоторые ученые утверждали, что особенности морского дна в Арктике указывают на то, что огромный, приземистый шельфовый ледник когда-то покрывал весь океан. Но это новое исследование предлагает другое объяснение.

«Возможно, в некоторых частях Арктики во время особенно суровых холодных фаз существовали недолговечные шельфовые ледники», — сказал Книс. «Но мы не видим никаких признаков единого, массивного шельфового ледника, который покрывал все на протяжении тысяч лет».

Одно возможное исключение могло произойти около 650 000 лет назад, когда биологическая активность в осадочных отложениях резко упала. Но даже тогда доказательства указывают на временное событие, а не на долговременную замороженную крышку над Арктикой.

Исследование проливает новый свет на то, как вела себя Арктика в экстремальных условиях в прошлом. Это важно, поскольку сегодня Арктика быстро меняется. Знание того, как морской лед и циркуляция океана реагировали на прошлые климатические сдвиги, помогает ученым понять, что может ждать впереди.

«Эти прошлые модели помогают нам понять, что возможно в будущих сценариях», — сказал Книс. «Нам нужно знать, как Арктика ведет себя в условиях стресса, и за какими переломными моментами следует следить, поскольку Арктика реагирует на потепление в мире».