Пещеры Гренландии хранят древний климатический архив

Фото из открытых источников

 В отдалённой пещере на севере Гренландии исследовательская группа под руководством геологов Джины Мозли, Габриэллы Колтай и Джонатана Бейкера из Инсбрукского университета обнаружила свидетельства значительного потепления в Арктике. Отложения в пещере свидетельствуют о том, что миллионы лет назад в этом регионе не было вечной мерзлоты, и он чутко реагировал на повышение температуры.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Geoscience, позволяют по-новому взглянуть на климатические условия прошлого и их актуальность для современных усилий по защите климата.

Понимание климата Земли в ранние тёплые периоды имеет ключевое значение для прогнозирования его будущих изменений. Особенно показательным периодом является поздний миоцен, начавшийся около 11 миллионов лет назад.

В этот период распределение суши и океанов на Земле было схоже с современным, а температуры и уровни CO₂ в атмосфере соответствовали прогнозам на ближайшие десятилетия. Хотя известно, что Арктика крайне чувствительна к изменению климата, её экологические условия в позднем миоцене остаются недостаточно изученными.

Чтобы восполнить этот пробел в знаниях, Мозли и её команда отправились в один из самых отдалённых регионов Земли — на дальнее северное побережье Гренландии. До пещеры, известной как Коув-Кейв, можно добраться только на небольшом самолёте и пешком по необитаемой местности. Во время экспедиции исследователи обнаружили отложения кальцита, которые могут образовываться только при отсутствии льда и наличии потока воды.

«Эти отложения подобны крошечным капсулам времени», — говорит Мозли из Группы исследований четвертичного периода при Геологическом факультете. «Они показывают, что на севере Гренландии когда-то не было вечной мерзлоты, и климат был гораздо влажнее, чем сегодня».

Анализ выявил несколько тёплых и влажных фаз в позднем миоцене, примерно от 9,5 до 5,3 миллионов лет назад. В эти периоды среднегодовая температура воздуха на севере Гренландии была примерно на 14 °C выше современной, а концентрация CO₂ в атмосфере составляла 310 частей на миллион (ppm) и выше. Данные пещерных исследований также показывают, что между тёплыми периодами климат охлаждался, и формировались небольшие ледники.

«Из этого мы видим, что климат сильно и быстро реагировал на изменение граничных условий», — объясняет Мозли. До сих пор столь подробное понимание истории климата Высокой Арктики было получено только на основе изучения морских отложений.

«Обычно климатические данные этого периода поступают из океана, — говорит Мозли. — Наше исследование представляет собой первую высокоточную запись наземных данных из этого региона, и она удивительно точно соответствует морским данным».

Результаты показывают, что климат в высоких широтах Арктики может быстро меняться уже при относительно умеренных уровнях CO₂. Для Мозли это важный ключ к пониманию текущего момента: «Арктика никогда не была стабильной системой», — говорит она. «Это показывает, насколько динамичен этот регион и как быстро могут меняться условия окружающей среды».

В исследовании подчёркивается, что даже небольшие изменения концентрации углекислого газа в атмосфере могут оказать серьёзное влияние на Арктику. «Наши результаты показывают, насколько чувствителен климат Арктики и насколько важна каждая доля градуса», — подчёркивает Мозли.

Сегодня уровни CO₂ значительно превышают минимальные значения, характерные для периода отсутствия вечной мерзлоты в позднем миоцене, что указывает на растущий риск широкомасштабного оттепели. Эти вечномерзлые почвы содержат огромное количество углерода, который может выделяться в виде углекислого газа и метана при оттаивании.

«Каждый небольшой шаг, который мы предпринимаем для ограничения потепления, помогает избежать этих негативных последствий и уменьшить последствия изменения климата», — говорит Мозли.