Ученые обнаружили неожиданный метод для изучения истории арктических льдов за последние 30 тысяч лет — с использованием космической пыли. Эти микроскопические частицы помогают восстановить представление о том, как изменялся ледовый покров задолго до появления спутников.
Арктические льды уменьшились более чем на 42% с 1979 года, когда начались регулярные спутниковые наблюдения. По мере таяния льда открывается темная вода, которая поглощает солнечное излучение вместо отражения, как это делает лед. Это ускоряет процессы глобального потепления и дальнейшее таяние льдов. Климатические модели прогнозируют, что Арктика может остаться без летнего льда уже в ближайшие десятилетия, но ученые до сих пор не уверены, каким образом это скажется на жизни на Земле.
Глобальные потепления происходили на нашей планете и ранее, и для понимания их воздействия на климат и жизнь в прошлом специалисты из Вашингтонского университета предложили необычный метод восстановления истории арктического морского покрова — с использованием 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».
Выяснили, что слой льда на поверхности моря препятствует оседанию частиц, мешая им накапливаться на дне. В зонах с открытой водой космическая пыль свободно скапливается в донных отложениях. Анализируя уровень гелия-3 в кернах — цилиндрах морских осадков, извлеченных из трех точек в Арктике, ученые смогли 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 покрыт льдом. По мере потепления количество частиц в образцах возрастало, отражая постепенное отступление льда.
Исследователи также сопоставили свои данные с изменением содержания питательных веществ в море, используя химический анализ микроскопических раковинок фораминифер. Выяснилось, что когда площадь льда уменьшалась, фитопланктон начинал активно усваивать азот и другие элементы, повышая продуктивность арктической экосистемы. Однако чем больше льда образовывалось, тем беднее становилась жизнь в верхних слоях океана.
