Ледяная летопись Земли: что могут рассказать древние голубые льды Антарктиды

Представить себе Землю миллионы лет назад — ее ландшафты, атмосферу, температуру — чрезвычайно сложно. Однако в Антарктиде редкие образования, известные как зоны голубого льда, возможно, позволяют заглянуть в это глубокое прошлое.

Эти зоны, которые составляют едва ли 1% от площади континента, образуются там, где сильные ветры сдувают поверхностный снег. Не во всех таких зонах сохранился древний лед, но иногда медленное движение ледникового щита законсервировало поистине древние слои.

Один из таких регионов — холмы Аллана, расположенные на окраине Восточно-Антарктического ледяного щита. Именно здесь исследователи обнаружили лед возрастом до 6 миллионов лет — самый древний из когда-либо найденных.

Исследование этого льда, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показало, что часть его сформировалась в периоды, когда на планете было значительно теплее, чем сегодня — тогда уровень моря был выше, а обширные открытые леса и луга покрывали большую часть суши.

Ледяные керны из холмов Аллана не являются непрерывной записью. Самый старый непрерывный ледяной керн, также добытый в Антарктиде, охватывает около 1,2 миллиона лет. Ученые сравнивают такие керны с видеозаписью: это последовательная, непрерывная история. Образцы же из зон голубого льда, подобные тем, что взяты в холмах Аллана, — это, скорее, разрозненные фрагменты или отдельные снимки, которые захватывают события за пределами хронологии «видео».

«Преимущество холмов Аллана в том, насколько далеко в прошлое простираются эти «снимки», — говорит Сара Шеклтон из Океанографического института Вудс-Хоул, ведущий автор исследования. — «Моделирование предполагает, что самый старый возможный непрерывный ледяной керн в Антарктиде вряд ли уйдет дальше 1,5 миллионов лет. Чтобы изучать более ранние периоды, нам нужны альтернативные образцы».

Проект в холмах Аллана является частью Центра по исследованию древнейшего льда (COLDEX), который стремится найти самые старые из возможных ледяных records, чтобы лучше понять историю климата Земли.

Замерзший архив глубинного времени

Команда под руководством Шеклтон и Джона Хиггинса из Принстонского университета пробурила 200 метров, чтобы извлечь эти фрагменты льда, в которых заключены «древние осадки — и, что еще важнее, древний воздух», как пояснил Хиггинс. Исследователи измерили изотопы газов (таких как аргон-40), чтобы определить возраст льда, и изотопы воды (кислород-18 и дейтерий), чтобы реконструировать климат прошлого.

Согласно исследованию, за последние 6 миллионов лет регион Антарктики охладился примерно на 12°C, что документирует долгосрочный переход от относительно мягкого миоцена к тому ледяному миру, который мы знаем сегодня.

Эта запись критически важна, потому что, хотя планета и переживала куда более высокие температуры, человеческая цивилизация — нет. Прошлое служит бесценным источником для идентификации потенциальных сценариев потепления.

«Это элементы большого пазла, — говорит Лидия Ферри, гляциолог проекта PARANTAR. — Мы можем установить циклы и определить точки перелома. Если лед исчезает, запускаются другие факторы, такие как изменения в атмосферной динамике и океанских течениях. Это глубоко взаимосвязанная система».

От прошлого — к прогнозам на будущее

Главный вопрос, который ставит новое исследование: почему климат в прошлом был настолько теплым? Было ли это связано с более высокими концентрациями парниковых газов в атмосфере, или же играли роль другие факторы? Изучая остатки атмосферы, запертые в голубом льду, исследователи надеются усовершенствовать модели, которые используются для прогнозирования будущего Земли.

«Мы используем климатическое прошлое планеты как способ проверить и откалибровать модели, которые мы разрабатываем для предсказания того, что ждет впереди», — объяснила Шеклтон.

Ферри согласна с этим, отмечая ценность сбора данных из разных временных периодов. «Современные модели становятся все более точными, потому что данные более разнообразны, — отмечает она. — Повышение температуры, прогнозируемое на следующие 50 лет, не identical тому, что было 10 000 лет назад, и эти древние данные помогают обогатить наши модели».

Открытие древнейшего льда в холмах Аллана — это не просто академический интерес. Оно имеет прямое отношение к нашему будущему. Анализируя, как планета реагировала на резкие изменения климата в прошлом, мы можем точнее предсказать «точки невозврата» для современных экосистем. Например, понимание того, при каких именно концентрациях CO² таяние полярных щитов становилось необратимым, является ключом к построению реалистичных климатических стратегий.

Таким образом, голубой лед Антарктиды превращается из застывшего архива в активный инструмент прогнозирования. Каждый обнаруженный фрагмент льда возрастом в миллионы лет — это еще одна деталь гигантской головоломки, которая позволяет нам не только узнать, какой была Земля до появления человека, но и предугадать, какой она может стать благодаря нашему влиянию на нее. Это напоминание о том, что хрупкие ледяные пустыни Антарктики хранят в себе ответы на одни из самых насущных вопросов современности.