Ученые раскрыли роль тихоокеанской циркуляции в снижении CO₂ во время ледниковых периодов

Современные/межледниковые бассейны Тихого и Атлантического океанов демонстрируют различное содержание углерода и питательных веществ. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63774-8

Новое исследование Университета Сент-Эндрюс пролило свет на важный механизм снижения атмосферного CO₂ во время прошлых ледниковых периодов Земли.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые использовали модельные симуляции, чтобы показать, как более интенсивная циркуляция в Тихом океане во время ледниковых периодов могла привести к сокращению выбросов углерода из океана в атмосферу в отдаленном Южном океане на 50%.

Сегодня значительные объемы углерода высвобождаются из океана в атмосферу именно в Южном океане, особенно в его тихоокеанской части. Это происходит потому, что циркуляция в Тихом океане довольно вялая, что приводит к накоплению большого количества углерода в его водах. Большая часть этого углерода перемещается на юг к Южному океану, окружающему Антарктиду, где он поднимается к поверхности и высвобождается в атмосферу.

Однако данные, собранные в более раннем исследовании в северной части Тихого океана, указывают на то, что во время последнего ледникового периода циркуляция в Тихом океане была более интенсивной. В новой работе исследователи с помощью модельных симуляций показали, что такая активная циркуляция не только снижает содержание углерода в тихоокеанских водах, перемещая его в более глубокие слои, но и что этот эффект настолько значителен, что достигает даже Южного океана.

Исследователи обнаружили, что с поступлением вод с низким содержанием углерода на поверхность общая скорость высвобождения CO₂ в Южном океане значительно снизилась — в среднем на 50%. Значительно сократив эту «утечку» углерода из океана, ученые предполагают, что активная тихоокеанская циркуляция могла сыграть ключевую роль в снижении уровня атмосферного CO₂, что способствовало переходу Земли к ледниковому климату. Этот результат также важен тем, что влияние на высвобождение CO₂ в Южном океане было вызвано динамическими процессами, происходящими в удаленной северной части Тихого океана.

Доктор Мэдисон Шэнкл из Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюс, соавтор исследования, отметила:

«Этот результат помогает объяснить, почему уровни атмосферного CO₂ были значительно ниже в ледниковые периоды. Это также важно, поскольку научное сообщество, изучающее палеоокеанографию ледниковых периодов, исторически уделяло большое внимание Южному океану, меньше учитывая другие удаленные регионы, которые могли на него влиять».

Соавтор работы, доктор Джеймс Рэй, старший научный сотрудник Школы наук о Земле и окружающей среде, добавил:

«Южный океан — действительно критически важный регион для климата, поскольку он может поглощать или выделять CO₂. Открытие того, что он может поглощать или выделять CO₂ в зависимости от глобальных изменений циркуляции, означает, что нам необходимо внимательно следить за тем, как Южный океан меняется сегодня и будет меняться в будущем».

Исследование показывает, что климатическая система Земли обладает сложными взаимосвязями, когда процессы в одном регионе планеты могут существенно влиять на климатические условия в другом, удаленном регионе. Понимание этих механизмов становится особенно важным в контексте современных изменений климата.

Больше информации: Madison G. Shankle et al, Southern Ocean CO₂ outgassing and nutrient load reduced by a well-ventilated glacial North Pacific, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63774-8