Климат Антарктиды за 50 тысяч лет

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

Международная антарктическая экспедиция начала бурение глубокой скважины, которую предполагается пройти через всю толщу ледникового покрова, достигающую около 3,5 км. Из скважины извлекают ледяной керн и проводят изотопно-кислородный анализ льда. Так узнают о климатических условиях очень далекого прошлого.

Изотопно-кислородный анализ основан на том, что относительная концентрация стабильных изотопов кислорода О¹⁸ в атмосферных осадках существенно зависит от температуры их образования. Поэтому, анализируя образцы льда из глубоких скважин, можно получить сведения об условиях питания ледниковых покровов и о температурах, сопровождавших снегонакопление десятки и сотни тысяч лет назад.

Ранее были исследованы колонки льда из двух скважин, достигших ледникового ложа: на станции Кемп Сенчури в северо-западной Гренландии и на станции Бёрд в Западной Антарктиде. Однако, в этих районах высота ледниковых щитов сильно колеблется, то есть изотопный состав льда отражает не только климатические изменения, но и включает значительные «неклиматические» эффекты.

Было пробурено две скважины, обе глубиной около 950 м. Изотопно-кислородные исследования полученного керна дали палеоклиматическую характеристику Центральной Антарктиды почти за 50 тыс. лет.

По результатам анализа 250 образцов льда построен палеотемпературный изотопный профиль. Согласно примененной возрастной модели, он охватывает период 46,5 тыс. лет. При вычислении возраста предполагались неизменными параметры, влияющие на динамику льда, такие, как толщина ледникового покрова, средняя годовая скорость аккумуляции, скорость течения льда. Подобные предположения недалеки от истины, поскольку природные условия Центральной Антарктиды отличаются особой консервативностью.

Главным климатическим событием за этот период было резкое потепление, начавшееся около 15 тыс. лет назад и закончившееся около 15 тыс. лет назад. Таким образом, лед, взятый глубже 270 м, очевидно, относится к концу верхнего плейстоцена, а наступившее потепление соответствует началу голоцена.

Верхний участок изотопного профиля до глубины 270 м характеризуется средней величиной —54%, а нижний, начиная с глубины 350 м, —59%. Такое различие означает, что во время образования нижней части толщи льда в Антарктиде было примерно на 5°С холоднее, чем в последующий период.

Изотопный профиль отражает наряду с основным климатическим рубежом изменения менее значительные, охватывающие сравнительно короткие отрезки времени. Так, на протяжении 4000 лет (между 15 и 11 тыс. лет назад), когда шло потепление, зафиксированы два кратковременных, относительно более теплых периода, каждый продолжительностью около 500 лет, совпадающих по времени с известными в северном полушарии межледниковьями Бёллинг и Аллерёд. Между 7,5 и 4 тыс. лет до н. э., судя по приводимым здесь данным, в Центральной Антарктиде наступали оптимальные климатические условия.

Что касается эпохи от 15 тыс. лет назад и далее вглубь веков, то здесь мы видим чередование более холодных и более теплых периодов на общем фоне холодного плейстоцена. По нашим данным, выделяются три «теплых» периода, относящихся к 27—24,5; 36—32,5 и 41— 39 тыс. лет назад, разделенных четырьмя более холодными эпохами. Если в первых соотношение изотопов кислорода О¹⁸ и О¹⁶ составляет в основном от —56% до —57%, то во вторых оно ниже: от —58% до —59%. Такое различие свидетельствует о многовековых колебаниях температуры в Центральной Антарктиде 15—45 тыс. лет назад на 2— 3°С.

Сравнение приводимого здесь профиля с аналогичным профилем, полученным в Гренландии, показывает, что их характер в общем идентичен. Это значит, что основные температурные изменения в полярных областях обоих полушарий на протяжении последних 50 тыс. лет происходили синхронно.

Возраст придонных слоев ледника в Центральной Антарктиде составляет много сотен тысяч лет. Поэтому бурение скважины до ледникового ложа позволит изучить лед и условия его формирования на протяжении всего четвертичного периода. Результаты эти будут иметь уникальное значение для палеоклиматологии.

Автор: В. М. Котляков, доктор географических наук.