«Мы обнаружили, что извержения вулканов в целом совпадают по времени с более активным таянием ледяного покрова в течение года за период времени в тысячу лет», — сообщил ведущий автор исследования Франческо Машитьелло из Обсерватории Земли Ламонт-Доэрти в Колумбийском университете.

Это были вулканы, извергавшиеся не только на ледяном щите или вблизи него, — в некоторых случаях они находились на расстоянии в тысячу километров. Огромные облака пепла взлетали в небо, и когда пепел падал на лед, то делал его более темным и заставлял поглощать больше солнечного тепла, чем обычно.

«Мы знаем, что если лед темный, то коэффициент отражения снижается, и он тает быстрее. Но до сих пор никому не удавалось продемонстрировать прямую связь между вулканизмом и таянием льда в древнем климате», — пояснил Машитьелло.

Открытие основано на исследовании поперечных сечений отложений, называемых ледниковыми ленточными глинами (glacial varves), большая часть которых была собрана в 1980-х и 90-х годах. Ленточные глины — это слоистые осадочные породы, которые образуются, когда талая вода ниже ледникового щита несет большое количество осадочных пород в озера вблизи края щита. Подобно кольцам деревьев, слои ленточной глины хранят историю об условиях каждого прошедшего года. Более толстый слой указывает на более активное таяние, которое обеспечило больший объем воды для переноса осадка.

Команда также сравнила ленточные глины с коренными слоями из ледяного щита Гренландии, содержащими сведения о древних атмосферных условиях. Тестирование этих слоев на наличие сульфатов показало, в какие годы происходили взрывные вулканические извержения, которые обычно выбрасывают много пепла. Сопоставив слои льда со слоями ленточной глины одних и тех же периодов, команда обнаружила, что годы с взрывной вулканической активностью соответствуют более толстым слоям ленточной глины, что указывает на более сильное таяние северного Европейского ледяного щита.

Машитьелло и его коллеги изучали период от 13 200 до 12 000 лет назад, когда последний ледниковый период переходил в современный теплый климат, и сосредоточились на извержениях вулканов в северных высоких широтах.

Какое количество льда может растаять под воздействием извержения? «Трудно назвать точное число. Это зависит от многих факторов», — говорит гляциолог и соавтор работы Джеймс Ли из Ливерпульского университета. Запустив тысячи модельных симуляций, команда обнаружила, что объем таяния зависит от конкретного извержения, снежного покрова и высоты ледяного покрова на тот момент. В худших сценариях модель предсказывала, что осаждение пепла удалит от 20 см до 1 м льда с поверхности самых высоких участков ледяного щита.

Еще одним интригующим выводом исследований является то, что таяние ледяных щитов и ледников может увеличивать частоту извержений вулканов в оледенелых зонах путем снижения нагрузки на земную кору, что способствует поднятию магмы. Если будет подтверждена связь между вулканизмом и таянием ледяного щита, это может указывать на наличие так называемой «петли обратной связи», в которой извержения усугубляют таяние, а усиленное таяние вызывает больше извержений.