Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Communications, интенсивность и скорость таяния во время предпоследнего таяния льда были намного выше, чем считалось ранее. Согласно выводам исследования, в этом сценарии изменения климата нестабильность морских ледяных покровов - тех, которые впадают непосредственно в океан, — сыграла важную роль в ускорении глобального потепления.

Статья основана на исследовательском проекте, совместно возглавляемом Изабель Качо, профессором кафедры динамики Земли и океана факультета наук о Земле Барселонского университета и членом Объединенной исследовательской группы UB по морским наукам о земле, совместно с Хизер М. Столл, профессором Швейцарского федерального института наук о земле. Технология в Цюрихе (Швейцария).

Точное определение скорости процесса таяния больших масс полярных льдов является одной из важнейших научных задач, связанных с изменением климата. Изучение прошлых таяний льда — хотя они и не аналогичны текущей ситуации — обеспечивает экспериментальный сценарий для анализа скорости реакции этих ледяных масс.

Для изучения процессов таяния на планете до сих пор были доступны только точные хронологии последнего оледенения, климатического периода, который длился около 9000 лет. Исследование, частично проведенное в Научно—технологических центрах UB (CCiTUB), теперь представляет первую запись о таянии предпоследней дегляциации с надежной и контрастной хронологией, и оно показывает, что это таяние было сосредоточено в течение периода около 5000 лет - от 135 000 до 130 000 лет до настоящее время — внесение существенных изменений в хронологии, которые были приняты до сих пор.

Сталагмиты в горах Кантабрии для изучения изменения климата

Предпоследнее оледенение - это период, который трудно датировать с помощью морских записей, всегда основанных на косвенных методах, которые очень неточны для анализа изменений в климатической системе в масштабе десятилетий, столетий или даже тысячелетий. Это исследование основано на анализе сталагмитов из пещер Кантабрийских гор на Пиренейском полуострове, климатических архивов, которые показывают изменения солености Северной Атлантики, вызванные таянием больших полярных ледяных покровов и; кроме того, они предоставляют информацию об изменении атмосферных температур в регионе в прошлом.

"На сегодняшний день эта предпоследняя дегляциация была хорошо датирована только в записях пещер из тропических районов (Азия и Южная Америка), но ни в коем случае они не смогли зафиксировать сигнал таяния над Северной Атлантикой", - говорит Изабель Качо, научный сотрудник ICREA Academia в UB.

Использование сталагмитов в качестве климатических датчиков позволяет устанавливать хронологию с высокой научной точностью. Но, кроме того, химический состав карбоната, образующего сталагмиты, улавливает климатические переменные, которые являются решающими при реконструкции климата. В случае пещер в этом исследовании дожди в Северной Атлантике передают сигнал таяния карбонату, в то время как биологическая активность суши фиксирует сигнал температуры воздуха на химическом составе воды, просачивающейся в пещеру.

Океан, атмосфера и криосфера

Интеграция этих трех элементов — твердой хронологии, показателей таяния льда и температуры — придает опубликованным записям уникальный характер, имеющий исключительную ценность для понимания процессов взаимодействия атмосферы и океана во время фаз глобального планетарного потепления. Эти результаты позволили нам переформулировать ранее принятые гипотезы и наметить новые хронологические рамки, которые были перенесены на существующие морские записи, предоставляя новый взгляд на скорость процессов, происходивших во время предпоследней дегляциации.

"Наше исследование устанавливает точку отсчета в хронологии от начала до конца таяния, подтверждая давно принятую гипотезу о том, что изменения в инсоляции, контролируемые орбитальными движениями Земли, являются триггерами этого серьезного изменения климата", - говорит Изабель Качо. "Но это позволяет нам впервые установить надежную хронологию процессов обратной связи в океане и атмосфере, вызванных этим первоначальным изменением инсоляции, изменением, которое было очень скромным в отношении энергетического баланса Земли".

"Следовательно, интенсивность потепления во время последнего оледенения контролировалась не изменениями инсоляции, а процессами климатической обратной связи между океаном, атмосферой и криосферой или ледяной массой", - добавляет она.

Хрупкость морских ледяных покровов

Морские ледяные щиты сыграли важную роль в ускорении процесса потепления предпоследней дегляциации. "Морские течения способствуют таянию основания этих ледников, и по мере того, как эти структуры становятся более текучими и хрупкими, скорость продвижения ледника ускоряется, и лед сбрасывается непосредственно в море со скоростью, которая не позволяет леднику регенерировать", - объясняет профессор Джудит Торнер, член член Объединенной исследовательской группы UB по морским наукам о земле и соавтор исследования.

Однако прямой выброс льда в океан оказывает непосредственное влияние на океанские течения, и это вызвало резкое замедление морской циркуляции в Северной Атлантике. "Это неоднократно случалось в прошлом, но наше исследование показывает, что этот процесс был особенно интенсивным, быстрым и продолжительным во время предпоследней дегляциации", - добавляет Торнер.

Это изменение циркуляции имело решающее значение в эволюции климата, поскольку оно непосредственно повлияло на океанический углеродный цикл, вызвав увеличение уровня CO2 в атмосфере и, следовательно, парниковый эффект атмосферы. "Это вызвало огромное усиление процесса потепления во время этого предпоследнего оледенения", - отмечают исследователи.

Ледники прошлого, уроки настоящего

Сегодня большая часть ледников в Гренландии и Антарктиде имеет морскую основу, которая демонстрирует признаки таяния и дестабилизации. Другой причиной для беспокойства является то, что океанические и атмосферные процессы, которые отреагировали на таяние, описанное в статье, не отличаются от процессов, описанных при других дегляциациях, "но предпоследняя дегляциация, - говорит Изабель Качо, - уникальна в том смысле, что она уступила место межледниковому периоду, который был теплее, чем предыдущий. текущая (примерно на 0,5–1,5 ºC теплее, чем доиндустриальные температуры)". Эти условия сохранялись веками и привели к сильному таянию льдов в Гренландии и Антарктиде, подняв уровень моря на 5-6 метров выше нынешнего уровня. "Это говорит о том, что не только сами процессы обратной связи, но и скорость, с которой они реагируют, способны определять интенсивность изменения климата", - добавляет Качо.

"Это очень тревожно, поскольку в настоящее время мы переживаем самое быстрое изменение климата в истории нашей планеты. Наши наблюдения за климатом в прошлом подтверждают имеющиеся климатические прогнозы, призывая нас принять меры по сдерживанию глобального потепления до уровня ниже 1,5°C и, таким образом, замедлить ряд изменений, которые дорого обойдутся нам и поддерживающим нас экосистемам. Но сдерживание изменения климата требует немедленных действий на всех уровнях", - заключают исследователи.