Почему Антарктида оказалась под ледяным покровом на миллионы лет раньше Арктики, причем в период, когда средняя температура на Земле была примерно на 5 °C выше, чем сейчас? Этот вопрос на протяжении многих лет остается одной из ключевых загадок климатологии.
Сегодня Восточно-Антарктический ледниковый щит — самый большой на планете. В нем находится такое количество льда, что его полное таяние могло бы повысить уровень мирового океана примерно на 52 метра. Но как мог образоваться этот массив в относительно теплом климате древней Земли?
Международная группа исследователей, возглавляемая геологами из Университета Саутгемптона, с помощью компьютерного моделирования восстановила историю ландшафта Восточной Антарктиды на протяжении последних 100 миллионов лет. Установлено, что в процессе расхождения континентов Антарктиды и Африки в юрском периоде внутри Земли начались интенсивные процессы: под континентом начали распространяться так называемые «волны мантии». Эти медленные движения горячего материала мантии, как показали предыдущие исследования той же группы ученых, могут вызывать подъем больших участков суши и даже извержения редких «алмазных» вулканов.
Пробираясь под Восточной Антарктидой, волны мантии постепенно приподняли обширное плато и сформировали горный массив Гамбурцева — в настоящее время он полностью скрыт под ледяной толщей. «Поверхность Антарктиды постепенно поднялась до высот, где лед мог укорениться, даже если окружающие океаны и глобальная температура оставались сравнительно высокими», — объясняет ведущий исследователь профессор Томас Гернон.
Модели показывают, что уже около 45 миллионов лет назад значительная часть Восточной Антарктиды поднялась выше критической отметки примерно в 2 километра — высоты, где могут образовываться и расти горные ледники. К моменту начала оледенения, около 34 миллионов лет назад, почти половина гор Гамбурцева уже превышала эту отметку. «Небольшое увеличение высоты горной цепи может означать разницу между снегом, который тает каждое лето, и снегом, который выживает летом и накапливается из года в год», — подчеркивает соавтор исследования Гай Пэксман из Даремского университета. Температура воздуха в среднем снижается на 1 градус на каждые 100 метров высоты, и поэтому рельеф непосредственно влияет на шансы льда выжить.
Как только ледяной щит начал увеличиваться, активировались климатические обратные связи. Белая поверхность льда отражала больше солнечного света обратно в космос (так называемый эффект альбедо), что дополнительно охлаждало регион и, по оценкам, понижало глобальную температуру примерно на 1 градус. Более прохладный воздух удерживает меньше водяного пара — важного парникового газа, что еще более ослабляло «теплое одеяло» вокруг планеты. «Вместе эти механизмы позволили антарктическому льду распространиться с гор на весь континент, вплоть до побережья», — поясняет климатофизик Филип Гудвин.
Работа также объясняет асимметрию между полюсами: Антарктида покрылась льдом примерно 34 миллиона лет назад, в то время как крупные ледники Северного полушария начали формироваться лишь за последние 5 миллионов лет. Уровень углекислого газа действительно снижался глобально, однако северные материки оставались ниже по высоте и потому долгое время были слишком теплыми для устойчивого оледенения. Открытие ученых имеет важное значение не только для понимания древних ледниковых эпох, но и для оценки будущих «точек невозврата» в климатической системе.
Фото: hi-tech.mail.ru