Космическая пыль раскрывает историю арктических льдов без спутниковых снимков

Ученые нашли неожиданный способ изучить историю арктических льдов за последние 30 тысяч лет — с помощью космической пыли. Ее микроскопические частицы помогают восстановить картину изменения ледового покрова задолго до появления спутников.

Арктические льды сократились более чем на 42% с 1979 года, когда началось регулярное спутниковое наблюдение. По мере таяния льда открывается темная вода, которая поглощает солнечный свет вместо того, чтобы отражать его, как это делает лед. Это ускоряет процессы глобального потепления и дальнейшее таяние льдов. Климатические модели предсказывают, что Арктика может остаться без летнего льда уже в ближайшие десятилетия, но ученые до сих пор не уверены, как это повлияет на жизнь на Земле.

Глобальные потепления случались на нашей планете и раньше, и чтобы понять, как они влияли на климат и жизнь в прошлом, специалисты из Вашингтонского университета предложили необычный способ восстановления истории арктического морского покрова — с помощью космической пыли. Эти мелкие частицы, образующиеся при взрывах звезд и столкновениях комет, постоянно оседают на поверхности Земли. При прохождении рядом с Солнцем они «обогащаются» редким изотопом — гелием‑3, что позволяет отличать внеземный материал от земных осадков. По словам руководителя работы, доцента океанографии Фрэнки Павия, «это как искать иголку в стоге сена: космическая пыль выпадает повсюду, но в арктических отложениях ее нужно еще суметь обнаружить».

Вероятно, уже в ближайшие десятилетия Арктика может избавиться от многовекового покрова льдаИсточник: NASA’s Scientific Visualization Studio

Оказалось, что слой льда на поверхности моря блокирует путь частицам, мешая им оседать на дно. Там, где вода открыта, космическая пыль свободно накапливается в донных отложениях. Анализируя количество гелия‑3 в кернах — цилиндрах морских отложений, извлеченных в трех точек в Арктике, ученые сумели восстановить всю историю ледового покрова в этих местах за последние 30 тысяч лет.

Результаты показали, что во времена последнего ледникового периода, около 20 тысяч лет назад, в осадках почти не было следов космической пыли — океан был полностью скован льдом. По мере потепления количество частиц в образцах возрастало, отражая постепенное отступление льда.

Ученые также сопоставили свои данные с изменением содержания питательных веществ в море, используя химический анализ микроскопических раковинок фораминифер. Выяснилось, что когда площадь льда сокращалась, фитопланктон начинал активно потреблять азот и другие элементы, повышая продуктивность арктической экосистемы. Но чем больше льда образовывалось, тем беднее становилась жизнь в верхних слоях океана.

Глобальное потепление может стать причиной необратимых изменений во всех арктических экосистемахИсточник: Комсомольская правда

Теперь специалисты собираются уточнить, какие процессы стоят за изменениями в круговороте питательных веществ: способствует ли таяние льда росту биологической активности или, наоборот, разбавляет концентрацию нужных элементов. Тем не менее, уже сегодня очевидно, что уменьшение ледяного щита может радикально изменить пищевые цепи Арктики — от крошечных водорослей до крупных морских животных.

«Если мы сможем спрогнозировать время и пространственные модели сокращения ледового покрова в будущем, это поможет нам понять процессы потепления, предсказать изменения в пищевых цепях и рыболовстве, а также подготовиться к вероятным геополитическим сдвигам», — подчеркнул Павия.