Правда ли, что таяние антарктической вечной мерзлоты вызвало древнее глобальное потепление?

Правда ли, что таяние антарктической вечной мерзлоты вызвало древнее глобальное потепление?

 Дмитрий Целиков

55 млн лет назад на планете резко — на 5 ˚C — потеплело, океан стал более кислым, и жизнь посмотрела очередной эпизод массового исчезновения. Ничего не напоминает? Этот так называемый позднепалеоценовый термальный максимум (ППТМ) — ближайший аналог того, что мы видим сейчас. Правда, в те времена никто не сжигал ископаемое топливо, и никто толком не знает, почему случилось древнее глобальное потепление.

Одна из проблем ППТМ — его масштабы. Понятно, что так или иначе здесь замешаны парниковые газы, но откуда взялось несколько триллионов тонн углекислого газа и метана? Наиболее вероятным источником последнего могли стать гидраты метана, лежащие на морском дне. Но, судя по их сегодняшним запасам, в те времена гидратов метана там было не так уж много.

Пожары на Аляске в 2007 году привели к тому, что местная вечная мерзлота отдала немало своих запасов парниковых газов. (Фото Bureau of Land Management / Alaska Fire Service.)

Роберт Деконто из Массачусетского университета (США) и его коллеги вознамерились разобраться с другим источником — вечной мерзлотой. В течение своей жизни растения накапливают углерод, затем умирают, и углерод запасается в почве. Вечная мерзлота не только богата углеродом, но и с лёгкостью его отдаёт, когда приходит время таять.

Задача не из лёгких: надо знать, сколько суши было в то время в высоких широтах, какие растения росли там, где могла сформироваться вечная мерзлота, и сколько углекислого газа и метана выходило при потеплении на то или иное количество градусов.

Моделирование показало, что во времена ППТМ вечная мерзлота планеты хранила 3,7 трлн т углерода. Почти половина запасов приходилась на Антарктиду (сейчас вечной мерзлоты там практически нет). После определённого порога потепления, которое к тому времени продолжалось уже несколько миллионов лет, вечная мерзлота начала таять и отдала 1,2 трлн т углерода в виде углекислого газа и метана. Это привело к более активному потеплению, таянию и дальнейшему выделению парниковых газов. На то, чтобы вечная мерзлота рассталась со своими запасами полностью или почти полностью, ушло 10 тыс. лет.

У комментаторов много вопросов к этому исследованию. Джеральд Диккенс из Университета Райса (США) указывает на то, что 3,7 трлн т — в два или даже три раза меньше, чем нужно для резкого и сильного потепления. Кроме того, невозможно доказать, сколько в то время было вечной мерзлоты и сколько она хранила углерода.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.

Причиной окончания ледникового периода всё-таки был углекислый газ

Дмитрий Целиков

Повышение уровня углекислого газа и впрямь положило конец последнему ледниковому периоду, утверждают Джереми Шакун из Гарвардского университета (США) и его коллеги.

Сопоставив различные данные, учёные показали, что регионы, в которых концентрация парниковых газов увеличилась после потепления, стали исключениями из общей картины.

Весна и мыльный пузырь (фото pintavelloso).

Есть много идей о том, что вызвало окончание последнего ледникового периода 10 тыс. лет назад, но отсутствие данных препятствует проверке гипотез. Известно, что изменения температуры и уровня CO₂ были тесно связаны между собой в то время, но никто не мог доказать, что именно углекислый газ вызвал потепление. Анализ кернов льда из Антарктиды даже заставил предположить, что температура поднялась за несколько столетий до роста CO₂, то есть на газ нельзя возлагать ответственность за потепление. Это открытие весьма порадовало климатических скептиков.

Однако новый анализ данных, полученных в 80 регионах планеты, показал, что на глобальном уровне потепление следовало за увеличением концентрации CO₂. Стоит отметить, что исследовательская группа воспользовалась семью различными способами реконструкции климатической истории, в том числе по образцам льда, древней пыльце и химическому составу ископаемых микроорганизмов. «Это первая попытка получить столь объёмный корпус данных, — подчёркивает г-н Шакун. — И это первое неопровержимое эмпирическое доказательство того, что именно CO₂ был главной движущей силой глобального потепления в конце ледникового периода».

В течение нескольких тысяч лет содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось примерно на 100 частей на миллион. Таким же образом концентрация поднялась в XX веке и, согласно прогнозам, вырастет ещё больше в веке двадцать первом.

Данные показали также, что окончание ледникового периода, вероятно, было вызвано изменениями в орбите Земли и последующими сдвигами морских течений, которые перемещают тепло по всему миру. Но повышение уровня CO₂ усилило это потепление, которое первоначально носило локальный характер.

Непонятно, что в свою очередь вызвало рост концентрации углекислого газа. Одна из гипотез гласит, что он вымывался из глубин океана и что в результате таяния льда и перемены ветров вóды, богатые газом, вынесло на поверхность.

В Антарктиде температура поднималась быстрее, чем в других местах, из-за замедления морских течений, которые обычно несут тепло с юга на север. Этим и объясняется пробел между потеплением на континенте и последующим ростом содержания углекислого газа.

Г-н Шакун и его коллеги подкрепили свою интерпретацию данными моделирования. Они рассмотрели несколько факторов потепления — например, потерю ледяного покрова (лёд отражает солнечный свет, и чем меньше льда, тем больше света получает Земля), воздействие других парниковых газов (метана, закиси азота), изменение растительного покрова и др. Самым важным оказался уровень CO₂.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Nature News.