Одна из современных загадок науки о климате связана с широко признанными доказательствами того, что во время последнего естественного теплого периода планеты, примерно 128 000-117 000 лет назад, глобальный уровень моря достигал пика на 6-9 метров (20 или 30 футов) выше, чем сегодня. И во время этого так называемого последнего межледниковья температура была всего на 1-2 градуса C (1,8-3,6 F) теплее, чем в доиндустриальные времена,—отметки, которые мы можем превзойти к концу столетия, если не раньше. Такой потоп мог быть вызван только разрушением ледяных щитов Гренландии и/или Антарктики. Если это произойдет сейчас, это поглотит большую часть человеческого мира. Тем не менее, по крайней мере пока, модели будущего повышения уровня моря обычно колеблются примерно на метр или около того в течение следующих 100 лет. Чего нам не хватает и насколько это должно нас пугать?

В новом исследовании команда обсерватории Земли Ламонта-Доэрти Колумбийского университета считает, что у них есть ответ: они говорят, что исследователи, изучающие признаки прошлых уровней моря вдоль различных побережий, возможно, не смогли точно скорректировать долгосрочные подъемы и спады самой суши. Основываясь на новых сложных измерениях, проведенных на Багамских Островах, а также на новых методах анализа данных, исследователи получили более низкие, хотя и все еще пугающие оценки за последнее межледниковье. Они говорят, что моря достигли пика по крайней мере на 1,2 метра (4 фута) выше, чем сегодня,—примерно в соответствии с большинством современных моделей в течение следующих 100 лет. Однако, говорят они, уровни могли быть и выше. Маловероятный верхний предел, говорят они, составляет 5,3 метра (17 футов). Исследование опубликовано на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Чтобы подняться на 9 метров над уровнем моря, вам пришлось бы растопить большую часть Гренландии и Антарктиды", - сказал ведущий автор Блейк Дайер. "Это говорит о том, что этого не произошло. Так что, может быть, нам стоит не так плохо думать о будущем. С другой стороны, наша нижняя оценка плоха, а наша верхняя действительно плоха".

Ключ к новому исследованию: тот факт, что по мере того, как ледяные щиты накапливаются, они подавляют землю под ними. Лед, покрывавший северную часть Северной Америки во время последнего оледенения около 15 000 лет назад, раздавил землю на сотни метров. Но Земля эластична: то, что опускается в одном месте, поднимается в другом, например, когда вы сжимаете резиновый мяч или внутреннюю трубку. Эти сопутствующие деформации за пределами ледяных регионов все еще плохо изучены; они могут распространяться на сотни или тысячи миль в течение сотен или тысяч лет. Они движутся в основном в податливой мантии, примерно на глубине от 100 до 1000 километров, прежде чем снова всплыть на поверхность. Затем, когда лед тает, процесс идет в обратном направлении; ранее покрытые льдом области отскакивают, в то время как те, что находятся на окраинах, медленно опускаются на качелях.

Очевидно, что такие движения, известные как ледниковый изостатический отскок, могут исказить оценки прошлых уровней воды, и климатологи изо всех сил пытались точно подстроиться под них. Например, предыдущие исследования показали, что топографическая рябь от оледенения Северной Америки прошла вдоль Восточного побережья США и достигла всего Багамского архипелага. Это подталкивало острова вверх, когда лед был высоким, и медленно опускало их обратно, когда лед таял. Но сколько именно и когда, было неясно. Чтобы узнать больше, исследователи очень подробно изучили прибрежные отложения островов.

Багамские острова простираются с севера на юг на 1200 километров, что делает их идеальными для изучения изостатического отскока ледников. Теоретически циклы выпуклости и оседания были бы сильнее ближе ко льду и продолжались бы дальше на юг, о чем свидетельствуют прибрежные отложения островов. Это именно то, что обнаружили исследователи.

Путешествуя вдоль берегов семи островов, команда точно измерила высоты различных видов геологических образований, включая ископаемые коралловые рифы, окаменелые края древних пляжей и прибрежные песчаные отложения, а также ископаемые песчаные дюны. Они обнаружили похожие последовательности одинаковых возрастов на каждом острове, но их высоты варьировались в зависимости от широты. Это означало, что колебания не могли быть вызваны только уровнем воды; необходимо было учитывать движение суши. Собрав все измерения вместе, они пришли к выводу, что острова на севере, вероятно, опустились на целых 10 метров во время межледниковья, в то время как острова на юге опустились всего на 6 метров. Они объединили эти результаты с сотнями различных моделей того, как ледниковый изостатический отскок мог пройти через Землю, и преобразовали расчеты в глобальный уровень моря. Это привело к новым, более низким оценкам.

"Многое из того, что мы оцениваем на будущее, основано на том, что мы наблюдаем в прошлом, поэтому это напрямую влияет на наши прогнозы",-сказала соавтор Жаклин Остерманн, геодинамик из Lamont-Doherty. "Если наши более низкие оценки верны, то подразумевается, что ледяные щиты отреагируют на потепление, но, возможно, не так резко, как мы думали".

Один из выводов исследования: доказательства гораздо более высоких оценок повышения уровня моря во время последнего межледниковья поступают из многих других мест, включая Средиземное море, Индийский океан и Австралию. Авторы нового исследования утверждают, что предыдущие анализы могли частично основываться на ошибочной предпосылке о том, что ледяной покров, покрывавший Северную Америку до 128 000 лет назад, был того же размера, что и более поздний. Новое исследование предполагает, что на самом деле предыдущий ледяной покров был меньше, и это могло повлиять на расчеты на других участках. На предыдущие оценки также могли повлиять предположения о размере отдельного ледяного покрова, покрывавшего Скандинавию, северную Европу и северо-запад России.

Кроме того, теплые температуры последнего межледниковья медленно вызывались изменениями ориентации Земли по отношению к Солнцу на протяжении тысячелетий и, возможно, не влияли на оба полюса одновременно. Соавтор исследования Морин Реймо, директор Lamont-Doherty и со-декан Климатической школы новой Колумбии, сказала, что это может означать, что, когда некоторые полярные регионы теряли лед, другие, возможно, набирали его. Это помогло бы сбалансировать ситуацию и ограничить глобальное повышение уровня моря. "Это все еще вопрос. Модели ледяных щитов все еще находятся в раннем детстве", - сказала она. Она указывает, что выбросы углекислого газа человеком в настоящее время нагревают земной шар гораздо быстрее и равномернее, чем во время последнего межледниковья, поэтому нет никакой гарантии наличия такого буфера. "Это затрудняет применение результатов к сегодняшнему дню", - сказала она. "Проще всего было бы сказать:"О, мы показали, что уровень моря был не так уж плох, и это потрясающе". Более сложный ответ, более честный ответ заключается в том, что, возможно, тогда все было по-другому, и мы не в курсе".

Это исследование не первое, в котором приводятся оценки более низкого уровня моря за последнее межледниковье. В прошлом году исследование, проведенное Питером Кларком из Университета штата Орегон, показало, что уровни могли подняться примерно на 4 метра. Однако это исследование было основано строго на моделировании, а не на новых геологических данных, как в случае с новым исследованием.

Роберт Копп, климатолог из Университета Ратгерса, чья работа широко цитируется в качестве доказательства гораздо более высокого уровня моря в последнее межледниковье, сказал, что исследование "должно вдохновить на существенную критическую оценку того, что мы понимаем—или что мы думаем, что понимаем—о последнем межледниковье. Учитывая, что он основан на одном регионе, я думаю, что его следует рассматривать как альтернативную гипотезу преобладающей оценке [скорее], чем как новую наилучшую оценку". Он сказал, что следующим шагом будет пересмотр других регионов.

Исследователи планируют это сделать и уже изучают новые оценки объектов в Дании, Франции, Англии и Южной Африке.

Роберт ДеКонто, ученый из Массачусетского университета в Амхерсте, изучающий изменение полярного климата, сказал об исследовании: "Я предполагаю, что это не последнее слово на [последнем межледниковом] уровне моря. Сохраняется значительная неопределенность, и вероятность того, что уровень моря будет намного выше 1,2 метра".

Одно можно сказать наверняка: ледниковый изостатический отскок все еще действует. В наше нынешнее межледниковье Багамские острова в этот момент, похоже, тонут лишь незаметно, но это не относится к Восточному побережью США. Во многих районах Атлантический океан поднимается на 1-2 миллиметра в год. В то же время побережье погружается на эквивалентную величину в ответ на таяние ледяного покрова дальше на север тысячи лет назад. Наводнение в результате двойного удара уже можно наблюдать во многих районах.

Другими авторами исследования являются Уильям Д'Андреа, Роджер Крил, Майкл Сэндстром и Миранда Кэшман, все из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти; и Алессио Ровере из Бременского университета. Блейк Дайер в настоящее время работает в Университете Виктории в Британской Колумбии, Канада.

ИСТОЧНИК