Ученые выяснили, почему древние теплые периоды на Земле были прохладнее
Схематическая иллюстрация изменений циркуляции в Южном океане до и после события Мид-Брунхес (MBE). Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63938-6
Климат Земли миллионы лет колебался между холодными и теплыми периодами. Во время так называемых «теплых межледниковий» — теплых фаз между 800 000 и 430 000 лет назад — концентрация CO2 в атмосфере составляла всего около 240–260 ppm (частей на миллион). Более поздние межледниковья достигали значений 280–300 ppm.
Для сравнения, сегодняшняя концентрация из-за человеческих выбросов уже превысила 420 ppm. До сих пор оставалось неясным, почему эти ранние теплые периоды были прохладнее. Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, указывает на Южный океан, омывающий Южный полюс, как на решающий фактор.
«Наши данные впервые показывают, что более сильная стратификация Южного океана была крайне важна для сравнительно прохладных межледниковий до события Мид-Брунхес», — говорит доктор Хуан Хуан, ведущий автор исследования. Он защитил докторскую степень в GEOMAR в 2019 году и сейчас работает в Лаошаньской лаборатории в Циндао (Китай).
Событие Мид-Брунхес относится к значительному изменению климата, произошедшему около 430 000 лет назад. После этого события межледниковья стали теплее, длиннее и имели более высокий уровень CO2 в атмосфере. «С нашим новым методологическим подходом мы смогли обнаружить даже краткосрочные вариации в океане — это дает нам гораздо более детальный взгляд на динамику Южного океана».
Взгляд в прошлое с помощью инновационной лазерной технологии
Чтобы ответить на свой исследовательский вопрос, команда проанализировала железомарганцевую корку, собранную с антарктического континентального склона на глубине около 1600 метров. Эти корки растут крайне медленно и записывают химическую сигнатуру морской воды за сотни тысяч лет.
Используя новую лазерную технику — известную как 2D-лазерная абляция, при которой крошечные образцы материала точно испаряются, а затем анализируются — исследователи изучили изотопный состав свинца, сохраненный в корке. Изотопы свинца раскрывают, насколько сильно слои воды в океане перемешивались в прошлом. Новый метод также позволяет провести абсолютное датирование слоев того же образца корки. Таким образом, прошлые изменения климата можно реконструировать с очень высоким временным разрешением.
«Этот новый лазерный метод открывает совершенно новые возможности для климатической реконструкции», — говорит доктор Ян Фицке, физик и руководитель лаборатории LA-ICP-MS (лазерная абляция с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрией) в GEOMAR. «Он позволяет нам лучше понять роль Южного океана в глобальном углеродном цикле, что также актуально для прогнозирования будущих изменений климата».
Сильная стратификация: океанические процессы определяют климат
Данные показывают, что во время теплых межледниковий Южный океан был более сильно стратифицирован — верхние и нижние слои воды меньше перемешивались. Это означало, что больше углерода оставалось запасаться в глубоком океане вместо того, чтобы попадать в атмосферу. Меньшее количество атмосферного CO2, в свою очередь, приводило к более слабому парниковому эффекту, более прохладным температурам в Антарктиде и, вероятно, также к более крупному антарктическому ледяному щиту.
Результаты подчеркивают решающую роль изменений в океане в чувствительности климатической системы Земли.
Больше информации: Huang Huang et al, Enhanced deep Southern Ocean stratification during the lukewarm interglacials, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63938-6
0 комментариев