Ледяной щит Антарктиды около миллиона лет назад пересек критическую точку невозврата, после чего его реакция на климатические изменения стала резко усиливаться, установили ученые в исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience. Согласно работе, после преодоления определенного порога концентрации углекислого газа поведение антарктического льда перестало быть плавным и перешло в режим повышенной чувствительности к внешним воздействиям. Этот феномен, до сих пор слабо задокументированный, напрямую влияет на то, как климатологи оценивают будущее повышение уровня Мирового океана — одну из самых неопределенных переменных в современных моделях. Авторы реконструировали эволюцию земного климата за последние три миллиона лет и смогли определить точный момент, когда ледник утратил свою относительную стабильность.
Как ледник пересек критическую черту
В центре внимания исследования оказался так называемый Среднеплейстоценовый переход — период между 1,2 миллиона и 700 тысячами лет назад. До этой эпохи циклы оледенения и потепления на Земле происходили каждые 41 тысячу лет, сменяя друг друга в относительно предсказуемом ритме. После перехода интервалы удлинились до примерно 100 тысяч лет, а холодные фазы стали значительно продолжительнее и суровее. Хотя само существование такого сдвига было известно науке, детальные данные о том, как именно реагировали ледниковые щиты в тот период, оставались фрагментарными из-за редкости климатических записей такой древности.
Роль углекислого газа и океана
Чтобы восполнить пробел, команда под руководством Кюн-Сок Юн из Центра физики климата Пусанского национального университета (Южная Корея) применила компьютерные модели высокого разрешения. Исследователи загрузили данные о температуре и осадках в специализированную модель, способную имитировать динамику антарктических ледников — включая течение, толщину, внутренний нагрев и взаимодействие с океаном. Для расчетов потребовался один из самых мощных научных суперкомпьютеров страны. Именно таким образом ученые выявили ранее неизвестный порог: когда концентрация диоксида углерода в атмосфере опускалась ниже примерно 240 частей на миллион, ледниковый щит кардинально менял свою реакцию на внешние стимулы.
Значение для современных климатических прогнозов
Хотя описанные события произошли около миллиона лет назад, их выводы напрямую применимы к текущей климатической ситуации. Они подтверждают существование так называемых точек невозврата — границ, за которыми система может перейти в новое состояние резко и безвозвратно. Если антарктический лед смог так радикально изменить свою чувствительность в ответ на похолодание, то не исключено, что аналогичные скачки возможны и при современном глобальном потеплении. По словам соавтора исследования Акселя Тиммерманна, работа показывает, что антарктический лед может реагировать на внешние силы гораздо интенсивнее, чем предполагалось ранее, а значит, некоторые прогнозы могут недооценивать скорость изменений.
Мнение соавтора исследования
Аксель Тиммерманн подчеркивает, что обнаруженный механизм заставляет пересмотреть представления о линейности климатических процессов. Даже если современные концентрации CO₂ находятся на совершенно ином уровне, сама способность ледника к резким переходам должна учитываться в моделях. Исследователи отмечают, что три основных фактора — охлаждение океанов во время ледниковых периодов, падение глобального уровня моря и поднятие коренной породы под Антарктидой — совместно создали условия для нового, более чувствительного состояния льда. Эта комбинация, по мнению ученых, стала решающей для запуска той самой точки перелома.
Антарктида сегодня считается одним из главных источников неопределенности в расчетах подъема уровня океана на текущее столетие. Именно поэтому понимание механизмов, управляющих поведением ледникового щита, крайне важно для совершенствования климатических моделей. Основной вклад данной работы — в том, что она предоставила прямые доказательства: лед уже пересекал критический порог в прошлом. Идентификация этого порога дает ученым новый инструмент для уточнения того, что ждет прибрежные регионы на планете, которая продолжает нагреваться. Открытие было представлено на портале EurekAlert, что привлекло к нему широкое внимание научного сообщества.