Открытие на Аляске: ключ к пониманию каскадных эффектов изменения климата

Новое открытие на Аляске проливает свет на загадочные климатические события последнего ледникового периода, предлагая ключ к пониманию механизмов глобального потепления как в прошлом, так и в настоящем. Геолог Пауль Уилкокс из Университета Инсбрука сообщает об открытии первых наземных свидетельств мощных потоков талой воды от Кордильерского ледникового щита, датируемых примерно 20 000 лет назад. Уникальные пещерные отложения, найденные на острове Принца Уэльского, были проанализированы с помощью передовых оптических методов датирования, а результаты исследования опубликованы в престижном журнале Nature Geoscience.

Около 20 000 лет назад огромный Кордильерский ледниковый щит, покрывавший западную часть Северной Америки, достиг своего пика. Затем началось его стремительное таяние, вызванное потеплением климата. Хотя изменения орбиты Земли играли свою роль, этой энергии было недостаточно для столь масштабного отступления льдов. Ученые долгое время искали дополнительные климатические силы, способные запустить этот процесс, и теперь часть этой головоломки, возможно, решена.

Команда под руководством Пауля Уилкокса из Исследовательской группы четвертичного периода Института геологии, включающая Майкла Майера, эксперта по оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ), и Даниэлу Фести, специалиста по пыльце из GeoSphere Austria, сделала это важное открытие. Пауль Уилкокс говорит, что пещерные отложения сразу поражают его своей необычностью: в них отсутствуют органические остатки, что крайне нехарактерно для влажных лесов умеренного пояса. Кроме того, породы несут следы механического выветривания, а не химического, как это обычно бывает в пещерах. Описывая исследовательский процесс, Уилкокс сообщает, что он систематически отбирает образцы для точного определения их возраста.

Датирование таких древних пещерных отложений – непростая задача, особенно без органики для радиоуглеродного анализа. Однако метод ОСЛ, анализирующий световые сигналы, накопленные в песчинках кварца, позволил определить время последнего пребывания отложений на свету. Майкл Майер объясняет, что, хотя доступность кварца в известняковом регионе является ограничивающим фактором, исследователи находят достаточное количество этого минерала, чтобы сделать метод ОСЛ жизнеспособным. Он также объясняет, что ОСЛ-датирование является мощным инструментом для изучения недавнего геологического прошлого, но его редко применяют к пещерным отложениям из-за методологических сложностей. В рамках данной работы ученым впервые удается успешно датировать образцы из пещеры этим способом.

Возраст проанализированных отложений составляет от 17 000 до 20 000 лет. Они были занесены в пещеру ближе к концу последнего ледникового периода и сохранились там в первозданном виде. Пауль Уилкокс говорит, что пещера, в некотором роде, действует как капсула времени, сохранившая эти ценные геологические архивы на тысячелетия. Важным дополнением стали находки сохранившейся пыльцы. Даниэла Фести объясняет, что это косвенно доказывает, что во время максимального оледенения могли существовать свободные ото льда участки – биологические рефугиумы, где растения выживали даже в суровейших климатических условиях.

Само присутствие кварцевых отложений в известняковой пещере указывает на то, что они были перенесены издалека, вероятнее всего, мощными потоками воды. Это и есть прямая связь с климатическими изменениями ледниковой эпохи: отложения свидетельствуют о масштабных выбросах талой воды с Кордильерского ледникового щита. Пауль Уилкокс говорит, что это является первым наземным доказательством подобных событий для данного ледника, так как обычно такие осадки уносятся в океан.

Эти находки имеют и более широкое значение. Современные исследования климата указывают на Североатлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (AMOC) как на возможную критическую точку в глобальной климатической системе. Известно, что в прошлом мощные выбросы талой воды в Северную Атлантику, так называемые события Хайнриха, многократно нарушали тепловой баланс планеты. Новые данные с Аляски свидетельствуют о том, что аналогичные события таяния в северо-восточной части Тихого океана, условно названные событиями Сику, предшествовали атлантическим. Пауль Уилкокс объясняет, что это подтверждает гипотезу о том, что климатические изменения в северо-восточной части Тихого океана являются своего рода «спусковым крючком» для глобальных сдвигов, наблюдаемых затем в Северной Атлантике, демонстрируя каскадный эффект в изменении климата.

Понимание пространственно-временной динамики этих древних потоков талой воды и их воздействия на океаны критически важно для прогнозирования будущего. Ожидаемое потепление климата может привести к увеличению притока пресной воды в Мировой океан, особенно в Северную Атлантику, что потенциально способно нарушить существующие системы океанической циркуляции. Ученые планируют продолжить исследования, изучая другие пещеры в регионе Аляски в поисках схожих отложений, чтобы более детально восстановить картину динамики ледниковых щитов прошлого. Такие исследования помогут уточнить наши знания о роли пресноводного стока в формировании климата и океанических систем в условиях глобального потепления.