Исследователи из Университета Сент-Эндрюс обнаружили возможный механизм, связывающий рост ледников Северного полушария с началом древних ледниковых периодов. Результаты работы опубликованы в Journal of Climate. Они показывают, что охлаждение северных вод могло запускать изменения в океане у Антарктиды и влиять на климат всей планеты.
Ключевую роль в развитии ледниковых периодов играло снижение концентрации углекислого газа (CO2) в атмосфере. Значительная часть углерода при этом накапливалась в океанах, а важнейшим участком процесса считался Южный океан вокруг Антарктиды. Учёным долгое время было трудно объяснить, каким образом расширение ледяного покрова в Северном полушарии, вызванное естественными изменениями орбиты Земли, могло усилить поглощение CO2 удалённым Южным океаном.
Авторы исследования связали эти процессы с перемещением океанических вод между полушариями. По мере роста северных ледников прилегающие воды Северной Атлантики остывали, а затем постепенно двигались на юг. Достигнув Южного океана, они могли изменить циркуляцию вокруг Антарктиды и создать условия для более активного накопления CO2 в глубинных слоях воды.
Чтобы проверить гипотезу, учёные провели компьютерное моделирование океанической циркуляции. В одной серии расчётов они охлаждали только самые северные широты, имитируя воздействие крупного ледникового покрова, и оценивали реакцию Южного океана. Такое локальное охлаждение обеспечило 74% от объёма поглощения CO2, полученного в отдельной модели с охлаждением всей планеты.
По словам ведущего автора работы, доктора Мэдисон Шэнкл из Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюс, исследование демонстрирует правдоподобную связь между северными ледниковыми щитами и изменениями циркуляции Южного полушария, которые приводят к удалению CO2 из атмосферы. «По сути, мы получили свидетельства существования правдоподобного механизма, связывающего эти две удалённые друг от друга загадки — ледниковые щиты Северного полушария и изменения циркуляции океана Южного полушария, ведущие к поглощению CO2, — которые было трудно объяснить в рамках теории прошлых ледниковых периодов. Наше исследование делает следующий шаг: мы показали их совместную работу в модельных расчётах, что является значительным продвижением для этой области», — сказала она.
Изучение древних ледниковых периодов помогает уточнить представления о естественном углеродном цикле Земли. Такие данные показывают, как углекислый газ перемещается между атмосферой и океанами и каким образом изменение этого баланса отражается на глобальной температуре. Выявленный механизм дополняет картину работы климатической системы и важен для оценки реакции океанов и других природных процессов на дополнительный CO2, поступающий в современную земную систему.