Антарктическая придонная вода (ААПВ) покрывает более двух третей дна Мирового океана, и ее образование в последнее время сократилось. Однако ее долгосрочная изменчивость не была хорошо изучена.

Исследователи под руководством профессора Денга Ченглонга из Института геологии и геофизики (IGG) Китайской академии наук (CAS) и их соавторы реконструировали историю ААДВ примерно до 4,7 млн лет назад (млн лет назад). Они обнаружили, что AABW разрушалась несколько раз, и такие разрушения могли вызвать перенос влаги, что послужило толчком к оледенению Северного полушария (NHG).

Эта работа была опубликована в журнале Science Advances 24 февраля.

В основу исследования легла конкреция Fe-Mn диаметром 36 мм из восточной части Тихого океана, расположенная на глубине 5 050 м ниже уровня моря. Конкреция была собрана морской геологической службой Гуанчжоу, Геологическая служба Китая.

Магнитное сканирование стало важным фактором в получении точных результатов датировки. "Это ключевой момент, хотя окончательная датировка была получена путем интеграции с 10Be/9Be, потоком металла Co и астрономической настройкой", - сказал доктор И Лян из Университета Тунцзи, первый автор исследования и постдок в IGG/CAS.

"Поскольку AABW является основным поставщиком кислорода в придонном регионе океана, мы использовали различные научные методы, чтобы определить связь между накоплением металлов в Fe-Mn конкреции и окислительно-восстановительными условиями океана", - сказал профессор Денг. "Содержание Ni, Mn и Cu используется для индикации изменений в AABW".

Эти результаты показывают, что кислород морской воды испытывает линейное увеличение в восточной части Тихого океана примерно с 3,4 млн лет назад. Эта тенденция согласуется с наблюдениями за Антарктическим ледниковым щитом (АЛЩ), что позволяет предположить ковариацию между ними.

Сравнивая запись AABW с другими геологическими записями за последние миллионы лет, исследователи обнаружили ледниковое усиление циркуляции океанического дна. Это наблюдение предполагает, что атмосферный CO2 мог регулярно накапливаться в глубоком океане, когда климат Земли был холодным, например, в прошлые ледниковые периоды.

Сравнения четко выделили семь интервалов с низким содержанием кислорода в морской воде, что говорит о том, что влияние AABW было снижено до гораздо более низкого уровня. Эти периоды известны как коллапс AABW и сопровождались усилением североатлантического глубоководья (NADW), а также ключевыми этапами истории NHG, например, когда NHG становился интенсивным или усиливался.

Хотя мы не знаем, что произойдет в ответ на продолжающееся таяние AIS и замедление AABW, коллапс AABW, возможно, несколько раз в прошлом втягивал Землю в более суровый ледниковый климат.