Ученые не уверены, что вызвало это резкое повышение, во время которого уровни CO 2 повысились примерно на 10-15 частей на миллион — или примерно на 5 процентов за эпизод — в течение 1-2 столетий. По их словам, это, вероятно, было комбинацией факторов, включая циркуляцию океана, изменение характера ветра и земные процессы.
Однако это открытие важно, потому что оно проливает новый свет на механизмы, которые приводят Землю в режимы ледникового периода и выходят из них. Результаты исследования, которое финансировалось Национальным научным фондом, опубликованы на этой неделе в журнале Nature.
«Раньше мы думали, что естественные изменения углекислого газа происходили относительно медленно в течение 10 000 лет, которые потребовались, чтобы выйти из последнего ледникового периода», — сказал Шон Маркотт, ведущий автор статьи, проводивший свое исследование в качестве постдокторанта. научный сотрудник Университета штата Орегон. «Эта резкая, столетняя изменчивость CO2, по-видимому, является фундаментальной частью глобального углеродного цикла».Некоторые предыдущие исследования намекали на возможность того, что выбросы углекислого газа в атмосфере, возможно, ускорили последнюю дегляциацию, но эта гипотеза не была решена, говорят исследователи.
Ключом к новому открытию является анализ ледяного керна в Западной Антарктике, который предоставил ученым беспрецедентную возможность заглянуть в прошлое.Ученым, изучающим прошлый климат, мешали ограничения предыдущих ледяных кернов. Керны из Гренландии, например, предоставляют уникальные записи о быстрых климатических явлениях, произошедших 120 000 лет назад, но высокие концентрации примесей не позволяют исследователям точно определять данные об атмосферном углекислом газе.
Керны антарктического льда содержат меньше примесей, но обычно имеют более низкое «временное разрешение», что дает менее подробную информацию об атмосферном CO2.Однако новое ядро ??из Западной Антарктиды, пробуренное на глубину 3 405 метров в 2011 году и охватывающее последние 68 000 лет, имеет «необычайные детали», — сказал палеоклиматолог из штата Орегон Эдвард Брук, соавтор исследования природы и всемирно признанный специалист. эксперт по ледяному керну.
По его словам, поскольку в районе, где был взят керн, ежегодно выпадает много снега, новый ледяной керн обеспечивает одну из самых подробных записей атмосферного CO2.«Это замечательный ледяной керн, и он ясно показывает отчетливые импульсы увеличения углекислого газа, которые можно очень надежно датировать», — сказал Брук. «Это одни из самых быстрых естественных изменений CO2, которые мы наблюдали, и, вероятно, сами по себе они были достаточно большими, чтобы повлиять на климат Земли.«Резкие события не прекратили ледниковый период сами по себе», — добавил Брук. «Это может немного сбить с толку.
Но будет справедливо сказать, что естественный углеродный цикл может меняться намного быстрее, чем предполагалось ранее — и мы не знаем всех механизмов, которые вызвали это быстрое изменение».Исследователи говорят, что увеличение содержания CO2 в атмосфере от пика последнего ледникового периода до полного удаления ледникового покрова составило около 80 частей на миллион, что произошло в течение 10 000 лет. Таким образом, открытие того, что 30-45 ppm увеличения произошло всего за несколько столетий, было значительным.
Считалось, что общее повышение содержания углекислого газа в атмосфере во время последней дегляциации было вызвано выбросом СО2 из глубин океана, особенно Южного океана. Однако исследователи говорят, что не известен очевидный океанический механизм, который мог бы вызвать повышение на 10-15 частей на миллион за период времени всего от одного до двух столетий.
«Океаны просто не думают так быстро реагировать, — сказал Брук. «Либо причина этих импульсов, по крайней мере, частично земная, либо в океанической системе есть какой-то механизм, о котором мы еще не знаем».Одна из причин, по которой исследователи не хотят связывать конец последнего ледникового периода исключительно с увеличением выбросов СО2, заключается в том, что, по словам Маркотта, недавно поступившего на факультет Университета Висконсин-Мэдисон, имели место другие процессы.
«В то же время, когда увеличивалось количество CO2, количество метана в атмосфере также увеличивалось с той же или несколько большей скоростью», — сказал Маркотт. «Мы также знаем, что во время по крайней мере двух из этих импульсов атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция также изменилась. Изменения в океанской циркуляции повлияли бы на CO2 — и косвенно на метан, повлияв на глобальный характер осадков».
«Земля — ??это большая взаимосвязанная система, — добавил он, — и в этой головоломке есть много кусочков. Открытие этих сильных, быстрых импульсов CO2 является важным элементом».