Ритмы Земли-снежка: климат не замирал в ледниковый период

Эпоха, когда наша планета была почти полностью скована льдом и из космоса напоминала гигантский снежок, оказалась не такой климатически стабильной, как считалось ранее. Новое исследование ученых из Саутгемптонского университета, основанное на анализе древних пород, показывает, что даже в условиях самого сурового ледникового периода климатическая система Земли продолжала пульсировать.

В криогеновый период, между 720 и 635 миллионами лет назад, планета пережила свои самые масштабные оледенения, известные как «Земля-снежок». Ледяные щиты простирались до тропиков, и долгое время предполагалось, что это почти полностью остановило взаимодействие между атмосферой и океаном, заглушив краткосрочные климатические колебания на миллионы лет.

Однако анализ уникальных слоистых пород, известных как варвы, с Гарвеллахских островов у западного побережья Шотландии опровергает эту точку зрения. Эти отложения, сформировавшиеся во время стюртского оледенения – самого сурового этапа «Земли-снежка», длившегося 57 миллионов лет, – сохранили свидетельства климатических циклов, поразительно похожих на современные. «Эти породы сохранили полный набор климатических ритмов, которые мы знаем сегодня – годовые сезоны, солнечные циклы и межгодовые колебания. Это просто поразительно», – отмечает профессор Томас Гернон, соавтор исследования.

Исследователи изучили 2600 отдельных слоев в формации Port Askaig, каждый из которых соответствует одному году отложений. «Эти породы – словно природный регистратор данных, год за годом фиксировавший изменения климата в один из самых холодных периодов в истории Земли», – говорит ведущий исследователь доктор Хлоя Гриффин. Микроскопический анализ показал, что слои, вероятно, образовывались в результате сезонных циклов замерзания и оттаивания в спокойной глубоководной среде подо льдом.

Статистический анализ толщины слоев выявил четкие доказательства повторяющихся климатических циклов с периодичностью от нескольких лет до десятилетий. Некоторые из них очень напоминали современные климатические явления, такие как колебания, подобные Эль-Ниньо, и солнечные циклы. Тем не менее, ученые полагают, что такие периоды активности были скорее исключением, чем правилом для ледяной планеты.

Климатическое моделирование показало, что полностью скованный льдом океан подавил бы большинство колебаний. Однако если бы даже небольшая часть поверхности океана – около 15% – оставалась свободной ото льда, привычные взаимодействия атмосферы и океана могли бы возобновиться. «Наши модели показали, что не нужны обширные открытые океаны. Даже ограниченные участки открытой воды в тропиках могут позволить действовать климатическим режимам, подобным тем, что мы наблюдаем сегодня», – объясняет доктор Минмин Фу, руководившая моделированием.

Эти выводы подтверждают сценарий, при котором «Земля-снежок» была в основном твердо замороженной, но с периодическими интервалами, когда появлялись небольшие участки открытой воды. Это исследование не только переписывает историю древнего климата, но и помогает понять, насколько устойчива и чувствительна климатическая система в целом. Оно демонстрирует, что даже в самых экстремальных условиях, которые когда-либо видела Земля, система может прийти в движение, что имеет глубокие последствия для понимания реакции нашей планеты на крупные возмущения в будущем.