В 1610 году в атмосфере не было резкого падения концентрации углекислого газа, как считалось ранее. На самом деле с 1454 по 1688 год происходило ее постепенное снижение, которое, вероятно, связано с колонизацией Америки. Значительные территории суши, ранее занятые индейцами, пришли в запустение и начали покрываться лесом, который каждый год поглощал до 260 миллионов тонн углерода из атмосферы. На это указал анализ данных из нового ледяного керна Skytrain, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Один из наиболее ценных источников информации о концентрации углекислого газа в течение последних двух тысяч лет — это пузырьки воздуха во льдах Антарктиды. При этом существуют лишь два керна, из которых получилось извлечь непрерывные записи высокого качества за такой срок — Law Dome и WAIS Divide. Между имеются разночтения, наиболее заметное из которых относится к периоду около 1610 года нашей эры: в Law Dome на него приходится резкое снижение концентрации CO2, известное как the Orbis Spike, а в WAIS Divide оно отсутствует.
Исследователи связывают этот провал на графике с контактом между людьми из Старого и Нового света и предлагают считать 1610 год началом антропоцена. Падение концентрации углекислого газа на 10 ppm (частей на миллион) за 90 лет они объясняют снижением численности индейцев, за которым последовал мощный рост лесов, ассимилировавших часть углерода из атмосферы. Установить реалистичную картину критически важно, чтобы повысить точность моделирования климата и цикла углерода в современную эпоху, и добиться этого можно только с помощью нового керна с точной записью.
Ученые под руководством Эми Кинг (Amy King) из Британской антарктической службы провели палеоклиматическое исследование нового керна Skytrain, который был пробурен в западной части Антарктиды в 2018-2019 годах. Они измеряли концентрации углекислого газа и метана в пробах с глубины от 83,2 до 104 метров, соответствующей периоду между 1454 и 1688 годами нашей эры. После реконструкции содержания CO2 они моделировали потоки углерода между атмосферой и экосистемами суши и сравнивали их со сценариями изменения землепользования после колонизации Америки.
В отличие от записи из керна Law Dome, в Skytrain не наблюдалось резкого снижения концентрации углекислого газа около 1610 года — вместо этого данные измерений показали постепенное снижение концентрации CO2 примерно на восемь ppm за 157 лет с 1516 по 1672 годы или примерно на 0,5 ppm в год. Авторы пришли к выводу, что особенность записи Law Dome является артефактом: если бы она отражала настоящую концентрацию углекислого газа, экосистемы суши вынуждены поглощать до миллиарда тонн углерода ежегодно, что несовместимо даже с самыми экстремальными сценариями разрастания лесов после уничтожения индейских поселений. Постепенное падение содержания CO2, зафиксированное с помощью керна Skytrain, свидетельствует о более умеренном поглощении углерода сушей, равном 260 миллионов тонн в год. Впрочем, это медленное восстановление растительного покрова авторы исследования также связали с колонизацией Америки, которая привела к временному запустению земель и возвращению лесов.
Помимо пузырьков воздуха, заключенных в антарктические льды, важную роль в изучении климата прошлого играют старые деревья. Недавно ученые проанализировали годичные кольца сосен в Фенноскандии за последние 1170 лет и и пришли к выводу, что средневековый климатический оптимум, пик которого пришелся на 850-1100 годы нашей эры, не превосходил масштабы современного потепления.