Ученые проанализировали антарктический лед, который фиксирует условия жизни до 3 миллионов лет назад. Результаты показывают, что планета значительно остыла, но уровни углекислого газа и метана в атмосфере снизились лишь незначительно. Данные представлены в двух исследованиях, опубликованных в журнале Nature. Исследование проведено Старейшим центром ледовых исследований, связанным с Университетом штата Орегон.
Полученные результаты расширяют прямые данные о парниковых газах и температуре океана. До этого непрерывные ядра достигали максимума в 800 тысяч лет. Образцы из Аллан-Хиллз, расположенных на краю Восточно-Антарктического ледникового щита, позволили сделать «моментальные снимки» более древних периодов.
Образцы Allan Hills предлагают расширенный взгляд на прошлое
Лед в районе Аллан-Хиллз был искажен движением слоя. Это генерирует образцы из разных эпох, а не непрерывную линейную последовательность. Исследователи обнаружили пузырьки воздуха, запертые в древнем льду. Одну из работ возглавила Джулия Маркс-Петерсон, докторант Университета штата Орегон. Координировала вторую работу Сара Шеклтон, ныне профессор Океанографического института Вудс-Хоул.
Эд Брук, директор центра COLDEX, подчеркнул, что эти записи расширяют возможности анализа далеко за пределы того, что было возможно ранее. Образцы получены в результате совместных усилий, финансируемых Национальным научным фондом США. В рамках проекта ведется поиск еще более древнего льда, согласно недавним данным, возраст которого в некоторых местах достигает 6 миллионов лет.
- Пузырьки воздуха сохраняют прямой состав атмосферы до 3 миллионов лет назад
- Благородные газы позволяют нам оценить среднюю глобальную температуру океана
- Образцы показывают условия плиоцена, периода более теплого, чем сегодня.
- Исследования сопоставляют ледовые данные с данными окаменелостей и древних береговых линий
- Команда анализирует сохранение древнего льда, чтобы планировать новое бурение
Температура океана упала на 2-2,5 градуса Цельсия.
В одном исследовании измерялись благородные газы в пузырьках, чтобы восстановить изменения температуры моря. Среднее охлаждение океана за этот период достигло от 2 до 2,5 градусов по Цельсию. Наиболее резкое снижение произошло вначале, около 3 миллионов лет назад. Этот интервал совпадает с образованием крупных ледяных шапок в Северном полушарии.
Поверхностные воды продолжали охлаждаться более постепенно примерно до 1 миллиона лет назад. Исследователи указывают на возможное влияние изменений в циркуляции тепла между поверхностью и глубиной. Предыдущие методы были ориентированы на конкретные места. Новые данные дают глобальный сигнал о состоянии океана.
Охлаждение затронуло как глубокие, так и поверхностные слои, но с разной скоростью. Ископаемые свидетельства существования лесов в ныне холодных регионах, таких как Аляска и Гренландия, подтверждают, что в плиоцене была самая жаркая планета. Уровень моря также был выше: на восточном побережье Соединенных Штатов были обнаружены древние береговые линии.
Уровни CO2 и метана мало менялись в долгосрочной перспективе
Второе исследование привело к первым прямым измерениям содержания углекислого газа и метана во льду за этот период. Большую часть времени уровень CO2 оставался ниже 300 частей на миллион. Около 2,7 миллиона лет назад этот уровень составлял около 250 частей на миллион. Затем, примерно 1 миллион лет назад, оно упало примерно на 20 частей на миллион. Метан оставался стабильным на уровне примерно 500 частей на миллиард.
Предыдущие оценки, основанные на отложениях, предполагали более высокие значения CO2. Результаты по льду указывают на несоответствие и подтверждают необходимость более длительных прямых записей. Сегодня, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований, среднее содержание CO2 в 2025 году достигло 425 частей на миллион, а метана — 1935 частей на миллиард.
Данные показывают, что постепенное охлаждение Земли не сопровождалось сильным падением выбросов парниковых газов. Другие элементы климатической системы приобрели важное значение в анализе.
Другие факторы повлияли на долгосрочное изменение климата
Изменения в отражательной способности Земли, ледяном покрове и растительности, а также изменения в циркуляции океана, вероятно, сыграли важную роль. Исследователи подчеркивают, что наблюдаемую тенденцию объясняют не только парниковые газы. Работа помогает понять взаимодействие между различными компонентами климата Земли.
Джулия Маркс-Петерсон сказала, что исследование уточняет представление о более теплом климате в прошлом. Команда продолжает анализировать образцы, чтобы ответить на новые вопросы, возникающие в результате результатов. Продолжающееся бурение и усовершенствованные методы позволяют обнаружить еще более древний лед.
Проект COLDEX получает поддержку от программ Национального научного фонда. Полевые работы в Антарктиде опираются на инфраструктуру Антарктической программы США. Образцы хранятся на объекте Ice Core в Денвере, штат Колорадо.
Будущие исследования ищут лед возрастом до 6 миллионов лет
Ученые определили потенциально более старый лед у основания кернов горных пород. Анализ этих образцов уже проводится. Новые бурения направлены на поиск большего количества сохранившегося материала. Цель включает в себя улучшение реконструкции CO2 и изучение других захваченных газов.
Текущие результаты расширяют понимание эволюции климата. Они предлагают более прочную основу для сравнения прошлых условий с нынешним сценарием. Исследование подтверждает важность обширных палеоклиматических данных.