Дослідники з Університету Саутгемптона знайшли нові докази того, що клімат Землі не повністю зупинився під час найекстремальнішого льодовикового періоду, який часто називають «Землею-сніжкою».
Цей драматичний розділ розгорнувся протягом кріогенного періоду, між 720 і 635 мільйонами років тому. Вчені давно вважали, що протягом цього періоду кліматична система планети фактично зупинилася.
Масивні льодовикові щити простягалися аж до тропіків, покриваючи значну частину земної кулі льодом. З космосу Земля могла виглядати як гігантська снігова куля. За цих умов, на думку експертів, обмін між атмосферою та океанами значною мірою припинився, що пригнічувало короткострокові кліматичні зміни на мільйони років.
Нове дослідження, опубліковане в Earth and Planetary Science Letters, спростовує це припущення. Дослідження показує, що принаймні протягом однієї фази Снігової Землі клімат продовжував коливатися на річних, десятилітніх і навіть столітніх часових шкалах, з закономірностями, що нагадують ті, що спостерігаються в сучасній кліматичній системі.
Шотландські варви фіксують кліматичний рекорд віком 57 мільйонів років
Відкриття ґрунтується на надзвичайно добре збережених шаруватих породах, які називаються варвами, на островах Гарвеллах біля західного узбережжя Шотландії. Ці відкладення утворилися під час стюртського зледеніння, найінтенсивнішого епізоду «Землі-сніжки», який тривав близько 57 мільйонів років.
Томас Джернон, професор наук про Землю та планети в Саутгемптоні та співавтор дослідження, сказав: «Ці породи зберігають повний набір кліматичних ритмів, які ми знаємо сьогодні – річні сезони, сонячні цикли та міжрічні коливання – всі вони діють під час «Землі-сніжки». Це вражає. Це говорить нам про те, що кліматична система має вроджену схильність до коливань, навіть за екстремальних умов, якщо їй надається найменша можливість».
Команда ретельно проаналізувала 2600 окремих шарів у формації Порт-Аскайг. Кожен шар представляє собою один рік накопичення осадових порід, пропонуючи щорічний архів давніх кліматичних умов.
Провідний автор доктор Хлоя Гріффін, науковий співробітник з наук про Землю в Університеті Саутгемптона, сказала: «Ці породи надзвичайні. Вони діють як природний реєстратор даних, фіксуючи щорічні зміни клімату протягом одного з найхолодніших періодів в історії Землі. Досі ми не знали, чи могла існувати мінливість клімату в ці часові рамки під час Снігової Землі, тому що ніхто не знаходив такого запису зсередини самого зледеніння».
Мікроскопічне дослідження свідчить про те, що шари утворювалися внаслідок сезонних циклів замерзання та відлиги в спокійних, глибоких водах під крижаним покривом. Коли дослідники застосували статистичний аналіз до відмінностей у товщині шарів, вони виявили чіткі повторювані закономірності.
«Ми знайшли чіткі докази повторюваних кліматичних циклів, що діють кожні кілька років або десятиліть», — сказала доктор Гріффін. «Деякі з них дуже нагадують сучасні кліматичні моделі, такі як коливання, подібні до Ель-Ніньйо, та сонячні цикли».
Короткий імпульс кліматичної активності в замерзлому світі
Незважаючи на ці висновки, дослідники не вважають, що така мінливість визначала весь період Землі-сніжної кулі.
«Наші результати свідчать про те, що такий вид мінливості клімату був винятком, а не правилом», – пояснив професор Джернон. «Фоновий стан Землі-сніжної кулі був надзвичайно холодним і стабільним. Те, що ми бачимо тут, ймовірно, є короткочасним збуренням, яке тривало тисячі років, на тлі інакше глибоко замерзлої планети».
Щоб краще зрозуміти, як це могло статися, команда провела кліматичні симуляції замерзлої Землі. Моделі показали, що якби океани були повністю запечатані під льодом, більшість кліматичних коливань були б придушені. Однак, якби навіть невелика частина поверхні океану, приблизно 15 відсотків, залишилася вільною від льоду, взаємодія між атмосферою та океаном могла б відновитися.
Д-р Мінмін Фу, викладач кліматології в Університеті Саутгемптона, який керував моделюванням, сказав: «Наші моделі показали, що вам не потрібні величезні відкриті океани. Навіть обмежені ділянки відкритої води в тропіках можуть дозволити діяти кліматичним режимам, подібним до тих, які ми бачимо сьогодні, створюючи сигнали, записані в гірських породах».
Ці результати підтверджують ідею про те, що Земля-снігова куля не завжди була повністю замерзлою. Натомість, вона могла бути перервана інтервалами, які іноді описують як «слишком» або більш обширні стани «водного поясу», коли з’являлися осередки відкритого океану.
Чому важливий кам’яний літопис Шотландії
Місцезнаходження островів Гарвеллах було ключовим для реконструкції цієї давньої кліматичної історії.
Д-р Еліас Руген, науковий співробітник Саутгемптонського університету, який працював на островах Гарвеллах протягом останніх п’яти років, сказав: «Ці відкладення є одними з найкраще збережених порід Сніжкової Землі у світі. Завдяки їм ви можете прочитати історію клімату замерзлої планети, у цьому випадку по роках».
Розуміння того, як поводився клімат Землі під час Сніжкової Землі, пропонує уявлення, які виходять далеко за межі цієї давньої епохи.
Професор Джернон сказав: «Ця робота допомагає нам зрозуміти, наскільки стійкою та чутливою є кліматична система насправді. Вона показує, що навіть у найекстремальніших умовах, які коли-небудь бачила Земля, система може бути запущена. Це має глибокі наслідки для того, як планети реагують на серйозні збурення, включаючи наші власні в майбутньому».
Дослідження було підтримано Фондом WoodNext, фондом донорської програми фондів, чия підтримка підтримує дослідницьку групу професора Джернона в Університеті Саутгемптона.
