Большое количество айсбергов, дрейфующих необычно далеко от Антарктиды, а затем растворяющихся в океанских водах, сыграло ключевую роль в возникновении ледниковых периодов прошлого. Согласно исследованию, айсберги принесли пресную воду в определённые районы океана, что вызвало серию цепных реакций, кульминацией которых стало то, что Земля погрузилась в длительные периоды холода.
Учёные давно согласились с тем, что повторяющиеся ледниковые периоды на протяжении миллионов лет сопровождались циклическими изменениями орбиты Земли вокруг Солнца. Эти циклы увеличивают или уменьшают количество солнечной радиации, достигающей поверхности планеты. Однако изменения относительно невелики, поэтому остаётся загадкой, как они приводят к таким резким изменениям климата.
В новом исследовании учёные предполагают, что, когда орбита Земли правильная, айсберги, отколовшиеся от берегов Антарктиды, дрейфуют всё дальше и дальше от континента, прежде чем в конечном итоге тают. Это, в свою очередь, приводит к перемещению огромных объёмов пресной воды из Южного океана в Атлантику. Затем, когда Южный океан станет более солёным, а Северная Атлантика более пресной, характер глобальной циркуляции океана резко изменится. Это заставляет океан вытягивать из атмосферы повышенное количество углекислого газа, уменьшая так называемый парниковый эффект и толкая Землю в условия ледникового периода.
Учёные использовали несколько методов для реконструкции прошлых условий. Они идентифицировали крошечные фрагменты камней, которые антарктические ледники подобрали, когда царапали поверхность континента. Когда лёд достиг побережья, айсберги откололись, и скалистые обломки поплыли по воде, а затем упали на дно, когда айсберги таяли.
Учёные основывали свои выводы на отложениях океанского дна, в 800 километрах от южной оконечности Африки. Анализ показал, что отложения содержали слои «привезённых» льдом обломков Антарктиды.
«Это слишком далеко на север, чтобы антарктические айсберги могли путешествовать. Это также место, где пересекаются несколько ключевых факторов океанских течений. Исследование убедительно доказывает, что с ледниковыми периодами связан ряд факторов», - сказал соавтор исследования Сидни Хемминг, геохимик из Колумбийского университета.
Обнаруженные отложения, охватывающие более 1,6 миллиона лет истории, содержат одну из самых длинных подробных записей об обломках антарктических льдов, когда-либо собранных исследователями. Используя моделирование климата, учёные определили, что айсберги, должно быть, перенесли огромные объёмы пресной воды. Они также обнаружили, что каждый слой ледяного мусора последовательно предвещает последующие изменения в глубокой циркуляции океана. Они реконструировали изменения по химическому составу крошечных существ, строящих раковины, называемых фораминиферами, также обнаруженных в отложениях.
Результаты представляют собой недостающее звено того, как Антарктида и Южный океан отреагировали на естественные ритмы климатической системы, связанные с нашей орбитой вокруг Солнца.
За последние 1,5 миллиона лет Земля погрузилась как минимум в 25 ледниковых периодов, задокументированных учёными. В настоящее время планета переживает межледниковый период, когда температура становится выше. При естественном ходе вещей, в конечном итоге, он погрузится в новый ледниковый период, который начнётся через 1000 лет.
Но исследователи предполагают, что из-за повышения температуры в результате выбросов человеком парниковых газов цикл может быть нарушен. По их словам, Южный океан, скорее всего, станет слишком тёплым, чтобы айсберги могли пройти достаточно далеко и вызвать необходимые изменения в циркуляции океана.
Исследование может помочь учёным понять, как климат может реагировать на вмешательство человека в будущем. Учёные наблюдают увеличение потери массы и активность айсбергов в Южном океане. Исследование подчеркивает важность понимания траекторий айсбергов и закономерностей таяния при разработке наиболее надежных прогнозов их будущего воздействия.