Массовое таяние ледяного покрова Западной Антарктики стало основной причиной повышения уровня моря в период, известный как последний межледниковье (129 000-116 000 лет назад), обнаружила международная группа ученых во главе с Крисом Терни из UNSW. Исследование было опубликовано в трудах Национальной академии наук (PNAS). Чрезвычайная потеря льда вызвала многометровое повышение среднего глобального уровня моря - и для этого потребовалось менее 2 ° C от потепления океана.
«Мы не только потеряли большую часть западно-антарктического ледяного покрова, но это произошло очень рано во время последнего межледниковья», - говорит Крис Терни, профессор наук о Земле и климате в UNSW Sydney и ведущий автор исследования.
Тонкие слои древнего вулканического пепла во льду помогли команде точно определить, когда произошло массовое таяние. Что удивительно, результаты показали, что большая часть потерь льда произошла в течение первых тысячелетий, показывая, насколько Антарктика чувствительна к более высоким температурам.
«Вероятно, таяние было вызвано потеплением океана менее чем на 2 ° C - и это имеет большое значение для будущего, учитывая повышение температуры океана и таяние в Западной Антарктике, которое происходит сегодня», - говорит профессор Терни.
Во время последнего межледниковья температура в полярном океане, вероятно, была на 2 ° C выше, чем сегодня, что делает его полезным для изучения того, как будущее глобальное потепление может повлиять на динамику льда и уровень моря.
«Это исследование показывает, что мы потеряем большую часть западно-антарктического ледяного покрова в более теплом мире», - говорит профессор Терни.
В отличие от Восточно-Антарктического ледникового щита, который в основном расположен на возвышенности, Западно-Антарктический лист лежит на морском дне. Он окаймлен большими участками плавающего льда, называемыми ледяными шельфами, которые защищают центральную часть листа.
По мере того как более теплая вода океана попадает в полости под шельфовыми ледниками, лед тает снизу, истончая шельфы и делая центральный ледяной щит очень уязвимым для потепления температуры океана.
Возвращаясь во времени
Чтобы провести свои исследования, профессор Турни и его команда отправились в район Голубого льда на Патриот-Хиллз, участок, расположенный на периферии западно-антарктического ледяного щита, при поддержке Антарктической логистики и экспедиций (или ALE).
Области голубого льда - прекрасная лаборатория для ученых из-за их уникальной топографии - они созданы сильными, катабатическими ветрами высокой плотности. Когда эти ветры дуют над горами, они удаляют верхний слой снега и разрушают обнаженный лед. Когда лед удаляется, древний лед поднимается на поверхность, предлагая понимание истории ледникового щита.В то время как большинство исследователей Антарктики проводят бурение в керне льда для отбора проб, эта команда использовала другой метод - горизонтальный анализ керна льда.
«Вместо того, чтобы пробурить километры во льду, мы можем просто прогуляться по синему ледяному пространству и вернуться назад через тысячелетия. Взяв образцы льда с поверхности, мы можем восстановить то, что случилось с этой драгоценной средой в прошлом », - говорит профессор Терни.
Посредством измерения изотопов команда обнаружила пробел в записи ледникового щита непосредственно перед последним межледниковьем. Этот период отсутствия льда совпадает с экстремальным повышением уровня моря, что свидетельствует о быстрой потере льда в Западно-Антарктическом ледниковом покрове. Вулканический пепел, образцы газовых следов и древняя ДНК бактерий, попавших в лед, подтверждают эту находку.
Изучение последнего межледниковья
Циклы ледникового периода происходят примерно каждые 100 000 лет из-за тонких изменений орбиты Земли вокруг Солнца. Эти ледниковые периоды разделены теплыми межледниковыми периодами. Последний межледниковый период - самый последний теплый период нашего нынешнего межледникового периода - голоцена.
В то время как человеческий вклад в глобальное потепление делает голоцен уникальным, последний межледниковье остается полезной точкой исследования, чтобы понять, как планета реагирует на экстремальные изменения.
«Будущее выходит далеко за рамки всего, что мы видели в научных инструментальных исследованиях за последние 150 лет», - говорит профессор Терни. «Нам нужно заглянуть в прошлое, если мы собираемся управлять будущими изменениями».
Во время последнего межледниковья глобальные средние уровни моря были на 6–9 м выше сегодняшнего дня, хотя некоторые ученые подозревают, что это могло достигать 11 м.
Повышение уровня моря в последнем межледниковом не может быть полностью объяснено таянием ледяного покрова Гренландии, которое привело к увеличению на 2 м, или расширению океана из-за повышения температуры и таяния горных ледников, которые, как считается, вызвали увеличение менее чем на 1 м. ,
«Теперь у нас есть некоторые из первых серьезных доказательств того, что Западная Антарктида растаяла и стала причиной значительной части этого повышения уровня моря», - говорит профессор Терни.
Срочно нужно минимизировать будущее потепление
Тяжесть потери льда говорит о том, что Западно-Антарктический ледяной щит очень чувствителен к будущему потеплению океана.
«Западный антарктический ледяной щит сидит в воде, и сегодня эта вода становится все теплее и теплее», - говорит профессор Турни, который также является главным следователем Центра передового опыта ARC по биоразнообразию и наследию Австралии (CABAH).
Используя данные, полученные в ходе полевых работ, команда провела моделирование, чтобы выяснить, как потепление может повлиять на плавающие шельфовые ледники.Эти полки в настоящее время поддерживают ледяные щиты и помогают замедлить поток льда с континента.
Результаты свидетельствуют о повышении уровня моря на 3,8 м в течение первой тысячи лет в теплом океане на 2 ° C. Большая часть смоделированного повышения уровня моря произошла после потери шельфовых ледников, которые разрушились в течение первых двухсот лет более высоких температур.
Исследователи обеспокоены тем, что постоянные высокие температуры поверхности моря могут привести к таянию восточно-антарктического ледяного покрова, в результате чего глобальный уровень моря станет еще выше.
«Положительная обратная связь между потеплением океана, обвалом шельфа льда и таянием ледяного покрова позволяет предположить, что Западная Антарктика может оказаться уязвимой для преодоления переломного момента», - подчеркнул д-р Зоэ Томас, соавтор премии ARC Discovery Early Career Research Award (DECRA). Сотрудник UNSW.
«Когда он достигнет критической точки, только небольшое повышение температуры может вызвать резкое таяние ледяного покрова и многометровое повышение уровня моря».
В настоящее время консенсус в докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) за 2013 г. предполагает, что глобальный уровень моря поднимется между 40 см и 80 см в течение следующего столетия, причем Антарктика вносит только около 5 см этого.
Исследователи обеспокоены тем, что вклад Антарктиды может быть гораздо большим, чем этот.
«Согласно последним прогнозам, вклад Антарктики может быть в десять раз выше, чем прогноз МГЭИК, что вызывает глубокую обеспокоенность», - говорит профессор Кристофер Фогвилл, соавтор и директор Института устойчивого развития при Университете Великобритании в Киле.
«Наше исследование подчеркивает, что Антарктический ледяной щит может находиться рядом с переломным моментом, который, пройдя один раз, может привести нас к быстрому повышению уровня моря в течение тысячелетий. Это подчеркивает настоятельную необходимость сокращения и контроля выбросов парниковых газов, которые сегодня способствуют потеплению ».
Примечательно, что исследователи предупреждают, что этот переломный момент может быть ближе, чем мы думаем.
«Парижское климатическое соглашение обязывает ограничить глобальное потепление до 2 ° C, в идеале до 1,5 ° C, в этом столетии», - говорит профессор Терни.
«Наши результаты показывают, что мы не хотим нагреваться до 2 ° C».
Профессор Турни и его команда надеются расширить исследования, чтобы подтвердить, насколько быстро Западный Антарктический ледяной щит отреагировал на потепление и какие районы были затронуты первыми.
«Мы проверили только одно место, поэтому мы не знаем, расплавился ли это первый сектор Антарктики, или сравнительно поздно. Как эти изменения в Антарктиде повлияли на остальной мир, пока неизвестно, как планета согревается в будущем », - говорит он.
«Тестирование в других местах даст нам лучшее представление о тех областях, которые нам действительно необходимо отслеживать, поскольку планета продолжает нагреваться.»