Спасет ли снегопад Антарктиду от таяния: новое исследование

Потепление океана и воздуха в районе Антарктиды приводит к потере массы ледников и глобальному повышению уровня моря. Чтобы точнее прогнозировать будущие изменения, необходимо понять, как антарктические ледяные щиты будут реагировать на более теплые условия. В мире с растущей температурой усиленный перенос влаги на ледяной континент может увеличить количество снегопадов, которые со временем уплотняются и превращаются в лед. Рост ледяного щита за счет этого процесса потенциально способен компенсировать часть потерь массы в морских секторах Антарктиды.

Вопрос о том, как именно усиленный перенос влаги в Антарктиду влияет на накопление льда и при каких температурах и условиях морского льда это происходит, требует детального изучения. Именно эту задачу в ближайшие годы будут решать исследователи из Бингемтонского университета.

Доцент Адриан Р. Лэм и научный сотрудник Имоджен М. Браун с факультета наук о Земле Бингемтонского университета, входящего в систему Государственного университета Нью-Йорка, получили финансирование от Национального научного фонда США в рамках программы P4Climate. Частично грант был выделен по линии Управления полярных программ (OPP). Стоит отметить, что в этом году бюджет OPP был сокращен на 88%, что привело к отмене нескольких антарктических экспедиций и грантов, а сама программа P4Climate была заархивирована. «Нам очень повезло стать одними из последних, кто получил грант по программе P4Climate», – отметила Лэм.

Лэм и Браун вместе с коллегами – доцентом Рути Хальберштадт из Техасского университета в Остине и научным сотрудником Полом Акостой из Университета Джорджа Мейсона – сосредоточатся на изучении механизмов роста ледяного щита во время миоценового климатического оптимума, периода, который длился от 17 до 14,7 миллиона лет назад. В то время уровень углекислого газа в атмосфере достигал как минимум 500 частей на миллион, среднемировые температуры были на 7–8°C выше доиндустриальных, а ледяные щиты Антарктиды – меньше современных. Этот период потепления, связанный с вулканической активностью, считается аналогом будущих климатических сценариев, и его изучение помогает понять, как будут функционировать системы Земли в более теплом климате.

«Изучение миоцена очень интересно, потому что тогда климат Земли, гидрологический цикл и циркуляция океана были иными, – говорит Браун. – Климатические данные миоцена, которые мы получаем из морских осадочных кернов, дают нам критически важное представление о том, как климатическая система Земли отреагирует на более теплые и влажные условия».

Полученное финансирование позволит команде использовать климатические модели и модели ледяных щитов для проверки различных гипотез о росте ледников под влиянием переноса влаги. Каждая модель будет отслеживать геохимический состав льда, создавая смоделированный химический сигнал. Этот сигнал затем можно будет сравнить с данными глубоководных геохимических исследований, которые рассказывают ученым об объеме льда в прошлом.

Для оценки точности моделей команда создаст новую реконструкцию объема антарктического ледяного щита. Для этого будут проанализированы известковые микрофоссилии, называемые фораминиферами, полученные из глубоководных морских кернов, собранных на пути холодных глубинных океанских вод, формирующихся вокруг Антарктиды.

Сравнение данных и моделей поможет оценить, насколько хорошо каждый смоделированный механизм объясняет наблюдаемые изменения объема льда во время крупного оледенения, произошедшего около 16 миллионов лет назад, сразу после миоценового климатического оптимума. Исследователи изучат влияние как локальных факторов, таких как температура прилегающего океана и морской лед, так и глобальных, например, уровня углекислого газа. В модели также будут включены орбитальные факторы – изменения формы орбиты Земли, угла ее наклона и колебания оси, которые влияют на количество солнечной радиации, достигающей разных частей планеты.

Для Имоджен Браун это не первый опыт исследований, связанных с Антарктидой. В 2018 году она участвовала в экспедиции 374 Международной программы по изучению океана (International Ocean Discovery Program), в ходе которой бурили осадочные породы в районе моря Росса. «Возможность работать в международной междисциплинарной команде и увидеть firsthand, как осадочные керны помогают отвечать на фундаментальные вопросы о климате, была формирующим опытом в моей карьере», – поделилась Браун. Во время той экспедиции она познакомилась с доцентом Бингемтонского университета Молли Паттерсон, что в конечном итоге и привело ее к работе в этом научном центре.

«Такие гранты, как наш, важны не только из-за научных результатов, которые они принесут, но и потому, что они объединяют исследователей с разными навыками для решения проблемы, имеющей огромные последствия для общества», – заключила Лэм. Полученные данные об объеме льда и результаты моделирования внесут вклад в международные научные усилия и предоставят критически важный контекст для понимания долгосрочных траекторий изменения уровня моря.