Пещерные отложения говорят об изменениях в вечной мерзлоте за последние 400 000 лет

Почти четверть суши в Северном полушарии покрыта слоями вечной мерзлоты — почвы, отложений и горных пород, которые остаются замороженными в течение многих тысяч лет. Обширные участки вечной мерзлоты можно найти на Аляске, в Сибири и в канадской Арктике, где постоянные низкие температуры удерживают углерод в виде разложившихся кусочков растений и животных, запертых в промерзшей земле. По оценкам ученых, общий вес углерода задержанного таким образом в вечной мерзлоте, составляет более 1,4*10¹² тонн.

По мере роста глобальной температуры и таяния вечной мерзлоты этот замерзший резервуар потенциально может уйти в атмосферу в виде углекислого газа и метана, что значительно усугубит изменение климата. Но о стабильности вечной мерзлоты сегодня и в прошлом известно немного.

Группа геологов из Массачусетского технологического института и Бостонского колледжа реконструировала историю вечной мерзлоты за последние 1,5 миллиона лет. Исследователи проанализировали отложения в пещерах на западе Канады и обнаружили доказательства того, что между 1,5 млн и 400 000 лет назад вечная мерзлота была склонна к таянию даже в высоких арктических широтах. Однако с тех пор таяние вечной мерзлоты ограничилось субарктическими регионами.

Результаты, опубликованные в Science Advances, показывают, что вечная мерзлота на планете за последние 400 000 лет перешла в более стабильное состояние и стала менее подвержена таянию. В этом стабильном состоянии вечная мерзлота, вероятно, и удержала большую часть углерода, накопленного за это время.

Правда, такая стабильность последних 400 000 лет может сработать и против нас, поскольку позволила углероду накапливаться в вечной мерзлоте в течение всего этого времени. Ее интенсивное таяние может привести к значительно большему выбросу углерода в атмосферу, чем в прошлом. Но насколько будет это таяние  интенсивным – вот вопрос.

В прошлом межледниковые периоды, будучи геологически короткими окнами, могли прогреть вечную мерзлоту настолько, что признаки ее таяния, видимые в сталагмитах и ​​других минеральных отложениях можно найти по всей Сибири — но лишь до рубежа в 400 000 лет назад. После этого зона таяния вечной мерзлоты значительно сократилась.

В поисках ответа на вопрос, является ли тенденция к более стабильной вечной мерзлоте глобальной, группа решила провести аналогичные исследования в Канаде, с тем, чтобы установить историю вечной мерзлоты и там. В общей сложности команда получила 74 образца срезов сталагмитов, сталактитов и потоковых камней по крайней мере из пяти пещер в каждом регионе, различной глубины, геометрии и ледниковой истории. Каждая из отобранных пещер располагалась на открытых склонах, которые, вероятно, были первыми частями вечной мерзлоты, начинавшими таять с потеплением.

Датирование образцов проводилось методом геохронологии урана/тория. Метод основан на естественном процессе распада урана до тория 230, и на том факте, что уран растворим в воде, и, следовательно, вымывается, а торий — нет. Исследователи обнаружили, что образцы, собранные от Юкона и до самых дальних северных участков, не несут следов  оттаивания вечной мерзлоты позднее, чем 400 000 лет назад.

Таким образом, вечная мерзлота Земли до рубежа в 400000 лет назад была намного менее стабильной и более склонной к таянию в межледниковые периоды, когда уровни температуры и углекислого газа в атмосфере были на одном уровне с современными уровнями. Это вызывает вопрос о том, что заставило Арктику перейти в более стабильное состояние и что может заставить ее выйти из него.  Ответа на  него пока нет.

Исследователи из Университета Южного Уэльса в Австралии подтвердили, что по сталагмитам, как по годовым кольцам деревьев, можно судить об изменениях климата.

По материалам Phys.org

Читайте также:

Под мерзлотой на Аляске нашли гигантское ртутное озеро

Из вечной мерзлоты под Северным Ледовитым океаном в атмосферу поступает метан