Анализ ледяного керна возрастом три миллиона лет позволил впервые напрямую измерить состав атмосферных газов позднего плиоцена. Эта эпоха представляет значительный научный интерес, поскольку характеризуется глобальной температурой примерно на один градус Цельсия выше современной и уровнем моря, превышающим нынешний на десятки метров.
Полученные данные показали, что концентрации углекислого газа и метана в тот период были существенно ниже, чем в настоящее время. Данное открытие указывает на высокую чувствительность климатической системы Земли к относительно небольшим изменениям в составе атмосферы. Это имеет важные последствия для понимания современных климатических процессов и построения прогностических моделей.
Основной вывод исследования заключается в том, что климат позднего плиоцена, несмотря на более низкие по сравнению с современными уровни парниковых газов, был значительно теплее. Это свидетельствует о высокой чувствительности климатической системы, что необходимо учитывать при оценке будущих изменений климата.
Пузыри в ледяном ядре возрастом три миллиона лет впервые позволили исследователям провести прямое измерение содержания газов в атмосфере позднего плиоцена. Данная геологическая эпоха представляет особый интерес, поскольку считается, что глобальная температура в тот период превышала современные показатели примерно на один градус Цельсия, а уровень моря был выше на целых двадцать пять метров. Эти условия часто рассматриваются как важный ориентир для оценки текущих климатических изменений.
Однако результаты измерений показали, что концентрации углекислого газа и метана в обнаруженных пузырьках значительно ниже, чем в современной атмосфере. Это открытие позволяет предположить, что климатическая система Земли может обладать более высокой чувствительностью к изменениям в составе атмосферы, чем считалось ранее. Полученные данные имеют существенное значение для уточнения климатических моделей и прогнозирования будущих сценариев.
В некоторых частях Антарктиды снег каждый год скапливается поверх прошлогоднего снега и сжимается в слои льда, содержащие пузырьки воздуха, что дает нам непрерывную запись прошлой атмосферы. В прошлом году группа Beyond EPICA обнаружила старейшую на сегодняшний день запись непрерывного ледяного покрова, насчитывающую более 1 миллиона лет.
Но ученые также извлекли еще более старый лед в местах, где более молодой лед был разрушен ветром, а более старый «голубой» лед находится близко к поверхности.
Джулия Маркс-Петерсон из Университета штата Орегон и ее коллеги использовали этот древний лед из Аллан-Хиллз, чтобы провести первое прямое измерение содержания углекислого газа и метана в атмосфере плиоцена. Около 3 миллионов лет назад команда обнаружила неожиданно низкие уровни обоих газов: 250 частей на миллион углекислого газа и 507 частей на миллиард метана. В течение последующего периода охлаждения команда обнаружила небольшое снижение содержания углекислого газа и отсутствие заметных изменений в метане.
Результаты значительно ниже предыдущих оценок, основанных на косвенных измерениях, которые показали уровень углекислого газа на уровне 400 частей на миллион, что ближе к сегодняшнему дню. Не существует косвенных способов измерения содержания метана в прошлом, содержание которого сегодня колеблется чуть ниже 2000 частей на миллиард.
«Мы определенно были немного удивлены», — говорит Маркс-Петерсон. Если результаты верны, то можно предположить, что даже небольшие изменения в уровнях парниковых газов могут вызвать серьезные изменения в климате. «Возможно, система Земли даже более чувствительна к изменениям содержания CO2, чем мы думаем», — говорит она. «Это немного пугающая мысль, и я бы сказал, что наша запись пока не может ответить».
«В конечном счете, любые новые данные, свидетельствующие о том, что уровни CO2 в плиоцене были ниже, чем ожидалось ранее, означают, что будущее изменение климата может быть хуже, чем ожидалось ранее», — говорит Кристиан Проистосеску из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, который не участвовал в исследовании.
Но прежде чем мы сможем использовать данные для обоснования климатических моделей, необходима дополнительная работа, предупреждает Тим Нэйш из Университета Виктории в Веллингтоне в Новой Зеландии. «Еще слишком рано выплескивать ребенка вместе с водой», — говорит он. Нэйш хочет, чтобы этот рекорд был перенесен в более далёкие времена, когда плиоцен был ещё теплее.
Томас Чок из Европейского центра исследований и образования в области экологических наук о Земле говорит, что он уверен, что низкие значения CO2, полученные в ходе исследования, верны. Однако он отмечает, что искажение древнего льда не позволяет узнать, представляют ли низкие значения холодный период, теплый период или точное среднее значение. «Он является показателем чего-то. Нам нужно знать, что он представляет. Потому что у него нет собственной небольшой оценки температуры, и уж точно нет оценки глобальной температуры», — объясняет он.
Команда надеется повысить надежность своего анализа, сравнив результаты с результатами сплошного ледяного керна группы Beyond EPICA. «Это поможет нам лучше понять наши собственные достижения», — говорит Маркс-Петерсон. «Мы все находимся на иголках, ожидая услышать, что они найдут».