Учёные из Университета Сент-Эндрюса выявили ранее неизвестный механизм, который может объяснить, как Земля входила в прошлые ледниковые периоды. Как сообщает ScienceDaily, исследование показало неожиданную связь между ледяными щитами Северного полушария и изменениями в океане у берегов Антарктиды. Похоже, что похолодание в одной части планеты способно запускать цепочку процессов, влияющих на весь земной шар.
Работа опубликована в Journal of Climate. В ней предложено объяснение того, как растущие северные ледяные щиты влияли на океаническую циркуляцию и морской лёд в Южном полушарии. Известно, что такие южные изменения помогают снижать содержание углекислого газа (CO2) в атмосфере, а это важный фактор развития ледниковых периодов. До сих пор учёным было трудно понять, каким образом процессы на противоположных концах планеты могут быть настолько тесно связаны.
Одной из главных движущих сил прошлых оледенений было сокращение атмосферного CO2, поскольку всё больше углерода накапливалось в океанах. Значительная часть этого процесса контролировалась изменениями в Южном океане вокруг Антарктиды. Однако оставался открытым ключевой вопрос: как разрастание ледяных щитов в Северном полушарии, изначально вызванное естественными колебаниями земной орбиты, заставляло далёкий Южный океан поглощать больше CO2?
Исследователи предполагают, что разгадка кроется в перемещении океанских вод между полушариями. Когда крупные ледяные щиты распространялись по северным регионам, они охлаждали воды Северной Атлантики. Со временем эти более холодные воды двигались на юг и в итоге достигали Южного океана. Если охлаждение оказывалось достаточно сильным, оно могло менять циркуляцию вокруг Антарктиды так, что под поверхностью океана удерживалось больше CO2. С падением атмосферного CO2 планета остывала ещё сильнее, что могло усиливать ледниковый период.
Чтобы проверить эту гипотезу, команда использовала компьютерные модели океанической циркуляции. Учёные не понижали температуру по всей планете, а охлаждали только самые северные широты, имитируя эффект крупного ледяного щита, и наблюдали за реакцией Южного океана. Результаты оказались впечатляющими: охлаждение лишь крайних северных районов дало 74% такого же сокращения CO2, как отдельный расчёт, в котором остывала вся планета. Это говорит о том, что изменения температуры в Северном полушарии могут сильно влиять на Южный океан и его способность удерживать углерод.
Ведущий автор работы доктор Мэдисон Шанкл из Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюса так объяснила значение результатов: «По сути, мы получили доказательства правдоподобного механизма, связывающего эти два далеко разнесённых фрагмента головоломки — ледяные щиты Северного полушария и изменения циркуляции в Южном полушарии, ведущие к сокращению CO2, — что было непросто объяснить в нашей теории прошлых ледниковых периодов Земли. Наше исследование делает шаг вперёд, фактически демонстрируя их работу в модельных расчётах, и это большой прогресс для этой области». Понимание того, как развивались древние оледенения, помогает изучать естественный углеродный цикл Земли и то, как изменения этого баланса влияли на глобальные температуры.