18 000 лет назад "Зеландский выключатель" уничтожил ледники Земли. Вернулся ли он?

В начале этого месяца мы завершили последнюю ежегодную съемку линии снежного покрова над Южным островом Новой Зеландии (Те Вайпунаму), которая позволила увидеть с высоты птичьего полета, как вели себя ледники в прошлом году.

Эта коллекция аэрофотоснимков дополняет почти полувековую перспективу неопровержимого и драматического воздействия изменения климата на замерзшие ландшафты Новой Зеландии.

Говоря прямо, новозеландские ледники выглядят истощенными. Еще одна морская тепловая волна Тасманова моря пробила рекорд самого жаркого года в истории страны в конце 2021 года, омыв теплом Южные Альпы. Эта тенденция сохранилась и летом 2022 года в Южном полушарии.

Поскольку ледники Новой Зеландии продолжают ощущать жару и сокращаться, обнажаются коренные породы, которые веками не видели дневного света. По всему ландшафту начинают множиться бассейны, заполненные талой водой. Во многих случаях вокруг некоторых из крупнейших новозеландских озер образуется кольцо из грязи и камней, отмечающее место, куда когда-то доходил лед.

Наши нынешние исследования направлены на изучение этих обнаженных скальных хребтов, чтобы проследить историю климата Новой Зеландии.

Гребнеподобные насыпи камней, которые оставляют после себя отступающие ледники, называются моренами. Прямо перед некоторыми из крупнейших ледников Южных Альп свежие морены окаймляют бирюзового цвета озера, в которые впадает лед. Эта сцена не оставляет места для отрицания быстрого отступления льда из альпийского ландшафта.

Ниже по течению более обширные морены, словно ленты, обвивают массивные озерные бассейны, расположенные вдоль края Южных Альп. Некоторые из этих форм рельефа тянутся на многие мили, и они свидетельствуют о том, что в прошлом лед был гораздо обширнее.

Мы знаем, что процессы, сформировавшие эти морены, должны были быть похожи на те, что мы наблюдаем сегодня. Но сколько им лет? Что случилось с массивным льдом, который когда-то был там, и почему он отступил?

Новый механизм, объясняющий быстрый сдвиг в конце последнего ледникового периода - так называемый "переключатель Зеландии" - основан на данных новозеландских морен. Эта новая гипотеза ставит под сомнение давно устоявшееся мнение о том, почему ледники менялись в недавнем и далеком прошлом.

Хотя "Зеландский переход" фокусируется на глобальном отступлении льда в доисторические времена, мы считаем, что он может объяснить и то, что происходит сейчас с нашими ледниками.

Слева: На карте показаны морены озера Охау и озера Пукаки с указанием их возраста в тысячах лет до настоящего времени. Справа: Морены озера Пукаки (А) и озера Охау (Б) указывают на то, что лед быстро отступал 18 000 лет назад.

Подсказки с почти затонувшего континента

Геологи, изучающие ледники, используют редкие химические изотопы, содержащиеся в горных породах, чтобы проследить историю земной поверхности с помощью метода, называемого космогенным датированием поверхности.

Этот метод измеряет, как долго породы, найденные сегодня на поверхности, подвергались воздействию космических лучей. Валуны, которые были перенесены внутри текучего льда, имеют нулевую историю облучения.

Когда они падают на морену и подвергаются воздействию космических лучей из космоса, запускаются их "космические часы", и редкие изотопы начинают накапливаться в минералах породы.

После установления дат облучения моренных валунов их привязывают к подробным картам, на которых обозначены последовательности наступления и отступления льда. На крупных моренах вокруг озер центральных Южных Альп - Пукаки, Текапо и Ōhau - в настоящее время получены сотни результатов, свидетельствующих о быстрых изменениях, произошедших около 18 000 лет назад.

В Тасмановом море микрофоссилии из кернов осадочных пород свидетельствуют о том, что океанические течения и границы сместились точно в то же время. Климатическое моделирование может объяснить одновременные изменения на суше и в море серьезным изменением западных ветров Южного полушария над почти затопленным континентом Зеландия - отсюда и гипотеза "переключателя Зеландии".

Когда Zealandia Switch включается и раскручивает южные западные ветры, это способствует экспорту водяного пара из тропиков и атмосферной циркуляции, которая стимулирует потепление в обоих полушариях. Если гипотеза о переключателе Зеландии подтвердится, то историю о происхождении четвертичного ледникового периода и его влиянии на глобальный климат, растительные экосистемы и древнюю фауну придется переписать.

Смена Зеландии и потеря льда

Перенесемся на 18 000 лет вперед, и южные ветры перемен снова приходят в движение. Субтропические воды поступают в Тасманово море, что приводит к более частым морским тепловым волнам. Температура в Новой Зеландии резко повышается.

Атмосферные реки, наполненные тропической влагой, проникают в антарктические широты и приносят с собой рекордные температуры. Нынешняя ситуация имеет признаки усиления роли переключателя Зеландии - но на этот раз Земля находится в межледниковье, а не в ледниковом периоде.

Последние исследования ледников Южных Альп показывают, что температура теплого сезона в Австралии и тенденция к повышению уровня снежного покрова тесно связаны между собой. Тенденция роста снеговой линии также ускоряется тревожными темпами.

Выше: Летняя снеговая линия Новой Зеландии (также известная как высота равновесной линии Новой Зеландии) в последние годы продолжает расти. Ожидается, что к следующему десятилетию она будет как минимум на 200 м выше средней высоты 1981-2010 гг. 

Серия чрезвычайно жарких лет с исключительно высокими снеговыми линиями, которые определяют такую картину, была связана с антропогенными выбросами парниковых газов. Аналогичные выводы были сделаны и в отношении недавнего ускорения глобальной потери льда.

Выше: Подъем снеговой линии ускоряется в Южных Альпах. Ожидается, что к 2035 году многие ледники, за которыми следит NIWA, приблизятся к исчезновению. 

Эти связи повышают вероятность того, что деятельность человека перевела переключатель Зеландии в положение "ВКЛ", и он может застрять там в обозримом будущем.

Если происходящее будет похоже на то, как переключатель Зеландии свернул ледниковый период во время последнего ледникового периода, мы можем ожидать больших, быстрых и глобальных последствий реорганизации климата.

Грядущие изменения могут также привести к началу конца - окончательному прекращению - для многих ледников на севере и юге.The Conversation

Эндрю Лорри, главный ученый и руководитель программы по климату и окружающей среде Южного полушария Национального института водных и атмосферных исследований; Аарон Путнам, доцент Университета штата Мэн; Дэвид Баррелл, геолог и геоморфолог GNS Science; Джордж Дентон, профессор Университета штата Мэн, и Джоэллен Рассел, профессор Университета Аризоны.