Соль могла способствовать замерзанию всей Земли 700 миллионов лет назад

Фото из открытых источников

Выпадение соли из морского льда создало механизм обратной связи, который может объяснить формирование «Земли-снежка» — самого экстремального климатического события в истории нашей планеты. Эта идея, опубликованная в препринте на сайте Climate of the Past, который еще не прошел рецензирование, может пролить свет на роль морского льда в современном изменении климата, если она выдержит дальнейшую проверку.

Событие, известное как «Земля-снежок», когда океан замерз до самого экватора, стало важной темой исследований в последние годы. Хотя большая часть исследований посвящена вопросу о том, сохранились ли какие-либо незамерзшие участки, а другие ученые изучают прекращение влияния этого события на жизнь, вероятно, самый важный вопрос, касающийся «Земли-снежка», — это как это вообще произошло. Нет оснований полагать, что Солнце внезапно стало излучать гораздо меньше тепла, так что же вызвало такое резкое охлаждение планеты, вероятно, не один раз?

Часть ответа хорошо известна: порочный круг, в котором расширяющийся лед отражал больше солнечного света, что еще больше охлаждало планету и позволяло льду расти еще больше. Считается также, что в этом участвовали геологические процессы, которые удаляли углекислый газ из атмосферы быстрее, чем он добавлялся, но известных нам механизмов недостаточно. Теперь трио ученых предложило дополнительный механизм обратной связи, который может заполнить хотя бы часть пробела.

Аксель Самуэльсберг, профессор Пер Якобсен и профессор Мартин Рипдал работают в Арктическом университете Норвегии, где лед, вероятно, часто встречается. Они отмечают, что «при достаточно низких температурах соль начинает выпадать в осадок из морского льда, образуя отложения кристаллов». Эти кристаллы соли очень хорошо отражают свет — удивительно, даже больше, чем снег или лед, — и поэтому могут выполнять ту же роль, что и сам лед, предотвращая поглощение солнечного света и, следовательно, охлаждение планеты.

Они поясняют, что моделирование условий в низких широтах в период зарождения «Земли-снежка» показывает, что лед сублимировался (превращался в газ) быстрее, чем его успевал восполнять очень ограниченный снег и дождь того времени. Эта чистая потеря льда известна как абляция и создала парадокс для климатических моделистов. Если зона чистой абляции существовала на большей части планеты в течение тысяч лет, как предполагают модели, как мог продолжаться цикл расширения льда? Возможно, предполагают они, это был не просто лед, отражающий солнечный свет, а соль.

Прежде чем продолжить, стоит затронуть вопрос, который может вызывать недоумение. Соленая вода плохо замерзает, и соль обычно вытесняется при замерзании. Именно поэтому, когда морской лед расширяется зимой в Арктике или Антарктике, окружающие его воды становятся более солеными. Зная это, люди могут задаться вопросом, как в морском льду может быть соль, которая могла бы выпадать в осадок. Ответ заключается в том, что, хотя большая часть соли вытесняется при замерзании, некоторое количество все же задерживается, когда условия достаточно холодные.

Авторы предполагают, что когда расширение морского льда достигло предела, поскольку потеря льда превысила его прирост, производство соли стало основным способом повышения отражательной способности Земли, по крайней мере, в тропиках. Затем они исследуют формулы, описывающие, как производство этой соли повлияло бы на отражательную способность Земли и, следовательно, на температуру.

Хотя они сообщают: «На основании этого исследования невозможно определить, как долго существовало соляное месторождение на Земле-снежке», авторы приходят к выводу, что такое месторождение, скорее всего, существовало. Предыдущие попытки моделирования климата Земли-снежка требовали невероятно низкого уровня атмосферного углекислого газа, но с учетом соли уровень CO2 в атмосфере может быть более правдоподобным.

Это объяснение особенно хорошо работает, утверждают исследователи, потому что морская соль состоит не из одних и тех же молекул. Некоторые соли выпадают в осадок изо льда при -8°C, тогда как для других требуется -36°C. Это облегчает возникновение цикла обратной связи — относительно низкие температуры высвобождают некоторые соли, и их отражательная способность охлаждает планету, пока не появятся другие.

Авторы признают, что их моделирование не учитывает все известные факторы, например, облака, которые имели бы значение в период расширения Земли-снежного шара. Они также признают, что сила обратной связи, вызванной выпадением солей, остается неизвестной, но даже небольшой эффект мог иметь решающее значение.