С чего начинался конец последнего ледникового периода?

С чего начинался конец последнего ледникового периода? С повышения уровня углекислого газа в атмосфере или с роста температуры? Новое исследование говорит о том, что это происходило практически одновременно.

Ледяные керны содержат дико полезные образцы древнего воздуха и позволяют реконструировать изменение древней температуры, но соединить то и другое очень сложно.

Ряд исследований, посвящённых окончанию последнего ледникового периода, пришёл к заключению, что температура начала повышаться за несколько столетий до увеличения атмосферной концентрации углекислого газа. А новый анализ говорит об обратном. И где истина?

Срез ледяного керна Talos Dome под поляризованным микроскопом (изображение Frédéric Parrenin).

Этот неприятный казус — результат способа, которым воздух попадает в ледяную ловушку. Лёд, как все мы знаем, формируется из спрессованного снега. Надо льдом воздух свободно перемещается между снежинками и (ближе ко льду) комками фирна. Снег, который выпал в этом году и оказался на поверхности ледника, превратится в лёд только после того, как на него ляжет ещё 100 м снега. Получается, что воздух, который хранит лёд, образованный из этого снега, не соответствует году снегопада. Поэтому приходится гадать, какому слою льда соответствует данный слой пузырьков воздуха.

Как правило, для этого применяется модель уплотнения фирна. Зная такие параметры, как температура (вычисленная по соответствующим маркерам) и скорость накопления снега (рассчитывается по толщине слоя), можно попытаться определить глубину, на которой фирн превращается в лёд, — именно на там запирается воздух того года, в который образовался данный слой льда.

Есть и другой способ. На определённой глубине воздух изолируется от атмосферы. В этой застойной зоне молекулы воздуха перемещаются не от ветра, а в результате простой диффузии.

Логично предположить, что в лёд будет попадать в основном более тяжёлый изотоп азота — азот-15, и чем толще лёд, тем выше доля этого изотопа (чем длиннее дистанция, тем дальше убежит тот, кто бегает быстрее). Таким образом, измеряя соотношение изотопов азота в воздушных пузырьках, гляциолог может вывести, насколько велик разрыв между льдом и воздухом одних и тех же лет.

Этим методом и воспользовалась группа европейских исследователей для анализа ледяного керна EPICA Dome C из Антарктиды. В прошлый раз по этому керну другие учёные определили, что температура начала расти за 800 ± 600 лет до повышения атмосферной концентрации углекислого газа 18 тыс. лет назад. А теперь разница между этими событиями оценивается в 10 ± 160 лет, что с точки зрения статистики не имеет никакого значения. Другими словами, потепление и парниковый эффект в конце последнего ледникового периода происходили одновременно.

В последующие 8 тыс. лет было то же самое: то и другое изменялось практически в одно и то же время, хотя температура всегда, кажется, опережала газ, порой — на несколько десятилетий.

На самом деле ничего сенсационного здесь нет. Более того, этот вывод логичнее предыдущих. Ледниковые периоды зависят прежде всего от орбиты Земли, то есть от количества солнечного света, получаемого планетой. Остальные факторы оказывают меньшее влияние: парниковый эффект, изменение циркуляции океана, извержения вулканов, процессы, происходящие на самом Солнце.

Исследование полезно прежде всего тем, что позволяет понять, когда круговорот углерода на Земле ответил на изменения и что это были за изменения. Сейчас считается, что отступление морского льда в результате потепления привело к попаданию в атмосферу углекислого газа, хранившегося в Южном океане.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Подготовлено по материалам Ars Technica.