Исследование, опубликованное в журнале Science, бросает вызов традиционным моделям изменения климата благодаря использованию космической пыли, обнаруженной в арктических льдах. Этот метод позволил учёным реконструировать историю морского льда за последние 30 тысяч лет, значительно расширяя временные рамки наблюдений за климатическими изменениями.
Космическая пыль, состоящая из крошечных частиц, постоянно оседает на поверхности Земли. В Арктике, когда Северный Ледовитый океан покрыт льдом, он служит естественным барьером, препятствуя проникновению пыли на морское дно. Однако с таянием льда частицы космической пыли начинают оседать вместе с морскими отложениями.
Учёные проанализировали количество внеземного гелия-3 и локально производимого тория-230 в кернах донных отложений, взятых из трёх различных участков Арктики. Эти участки были выбраны с учётом современной картины ледового покрытия: один под круглогодичным льдом, другой у динамической кромки льда и третий, где лёд перешёл от постоянного к сезонному покрытию за последние сорок лет.
Результаты исследования показали, что донные отложения содержат уникальную летопись изменений морского льда, простирающуюся до последнего ледникового периода. На пике последнего ледникового периода, около 20 тысяч лет назад, космическая пыль практически не достигала морского дна, что свидетельствует о полном покрытии центральной Арктики многолетним льдом. С потеплением климата уровень пыли в отложениях начал возрастать, а периоды сокращения ледяного покрова сопровождались увеличением биологической активности, что подтверждается наличием микроскопических окаменелостей и изменениями в потреблении питательных веществ.
Однако самым неожиданным открытием стало то, что доминирующим фактором, влияющим на изменение ледяного покрова Арктики, является атмосферное потепление, а не температура океана.
Это означает, что потеря льда может ускоряться быстрее, поскольку воздушные массы реагируют на изменения климата быстрее, чем глубинные океанские течения.
С момента начала спутникового мониторинга в 1979 году площадь арктического морского льда сократилась более чем на 42%. Климатические модели предсказывают, что в течение нескольких десятилетий регион может полностью освобождаться ото льда в летний период. Это изменение является маркером глобального потепления и запускает каскад экологических и социальных преобразований.
Морской лёд действует как щит, отражая солнечный свет и предотвращая его поглощение океаном. С его исчезновением тёмная океанская вода начинает поглощать больше тепла, ускоряя процесс потепления в так называемой петле обратной связи, известной как «арктическое усиление». Биологические последствия также могут быть значительными: исследование выявило прямую связь между потерей льда и увеличением биологической продуктивности. Открытая вода позволяет солнечному свету проникать глубже, способствуя фотосинтезу и цветению фитопланктона.
По мере уменьшения льда в будущем ожидается увеличение потребления питательных веществ фитопланктоном в Арктике, что повлияет на всю пищевую сеть. Однако с исчезновением льда эта система может быть нарушена, что затронет морскую жизнь, арктическое рыболовство и глобальные океанические течения.
Отступление льда также имеет геополитические последствия: могут открыться новые судоходные маршруты, что приведёт к борьбе за ресурсы и неопределённости для прибрежных сообществ. Исследователи признают, что для полного понимания процессов, происходящих в Арктике, необходимо собрать больше образцов, что представляет собой сложную задачу в удалённом регионе.
Таким образом, изучение космической пыли в арктических льдах открывает новые возможности для понимания климатических изменений и их последствий.
