Химический анализ кернов отложений из северной части Тихого океана показывает последовательное сочетание вулканического пепла и гипоксии, состояния с низким содержанием кислорода в океане, охватывающего тысячи лет, во времена быстрого потепления климата в конце последнего ледникового периода, показывает новое исследование, опубликованное сегодня в Nature.

Понимание взаимосвязи между вулканической активностью, гипоксией и таянием льда из-за повышения температуры во время последнего ледникового периода, который закончился около 18 000 лет назад, поднимает важные вопросы о том, что может произойти, когда планета прогреется сегодня.

"На данный момент неизвестно, будут ли извержения вулканов усиливаться по мере потепления климата", - сказал ведущий автор исследования Цзянхуй Ду из ETH Zurich в Швейцарии, который проводил исследование в качестве докторанта в Колледже наук о Земле, океане и атмосфере Университета штата Орегон.

"Но мы знаем, что оставшиеся ледники на вулканах в огненном кольце Тихого океана быстро тают, и будет важно учитывать эту потерю льда в прогнозах будущих извержений, которые были бы опасны для населенных регионов, а также могли бы усугубить возникающие гипоксические мертвые зоны в северной части Тихого океана".

Полученные данные указывают на систематическую взаимосвязь между климатом, отступлением ледников, вулканической активностью, биологической продуктивностью и деоксигенацией океана, сказал Алан Микс, океанограф и палеоклиматолог из штата Орегон и соавтор статьи.

"Эти удивительные связи между частями Земли, которые мы обычно рассматриваем как отдельные, подчеркивают, насколько взаимосвязана вся система на самом деле", - сказал он. "Решение экологических проблем, таких как те, с которыми мы сталкиваемся в условиях продолжающегося климатического кризиса, требует, чтобы мы непредвзято смотрели на всю взаимосвязанную систему, а не только на отдельные части".

Вулканический регион в Тихом океане известен как огненное кольцо отчасти потому, что это один из самых активных тектонических и вулканических регионов мира.

Время вулканических событий в связи с отступлением Кордильерского ледяного покрова, который когда-то покрывал значительную часть западной части Северной Америки, предполагает, что быстрое таяние льда, покрывающего вулканы в регионе, вызвало повышенную вулканическую активность, сказал Микс.

"Ледяной покров для вулканов подобен пробке в бутылке шампанского. Снимите ледяную пробку и бум, начинаются извержения", - сказал он.

Прошлые исследования показали наличие нескольких слоев пепла в отложениях в регионе, но химическое исследование Du, проведенное с использованием глубоководных кернов отложений из залива Аляска, выявило больше следов пепла, которые не были видны глазу.

Du каталогизировал и сравнил извержения вулканов в районах, которые были покрыты льдом, с теми районами, которые не были покрыты льдом во время последнего ледникового периода.

"Мы обнаружили отчетливую закономерность многих извержений во время потепления и отступления льда в районах, где присутствовали ледники, и гораздо меньшее изменение частоты извержений за пределами зоны, покрытой льдом, особенно в западной части Северной Америки", - сказал Ду. "Это является убедительным доказательством реакции вулкана на потепление и отступление льдов".

Химические отпечатки пальцев также показали последовательное сочетание вулканического пепла и гипоксических явлений. Увеличение количества вулканического пепла, вероятно, способствовало повышению продуктивности океана, что в конечном итоге создало условия с низким содержанием кислорода.

Соавторы из Техасского университета A & M Кристина Беленджер и Шарон (которая использует только одно название) исследовали вид организмов морского дна, называемых фораминиферами, и обнаружили, что они внимательно отслеживали поступление вулканического пепла из залива Аляска. Эти организмы процветают в высокопродуктивных водах и могут переносить условия с низким содержанием кислорода.

"Вулканический пепел содержит важные микроэлементы для планктона, особенно железо", - сказал соавтор Брайан Хейли, профессор-исследователь из штата Орегон.

"Когда пепел попадает в океан, растительный планктон поглощает это железо и цветет. Этот эффект оплодотворения подчеркивает практическое применение нашей работы. Некоторые предложили удобрять северную часть Тихого океана железом, чтобы улавливать избыток углекислого газа из атмосферы", - сказал он.

"Мы показываем, что реальный мир эффективно проводил этот эксперимент в прошлом с вулканическим железом, и эффект удобрения работает и экспортирует углерод в морские глубины. Это хорошая новость. Но есть некоторые опасные последствия, потому что, когда это избыточное органическое вещество разлагается при падении в глубины океана, оно потребляет кислород и создает мертвые зоны ".