Раскрыты неожиданные причины образования ледяных полярных шапок Земли

Остудить Землю не так легко — особенно настолько, чтобы она оделась в полярные ледяные шапки. Новое моделирование геологических сил, влияющих на климат за последние 420 миллионов лет, установило важные факторы, которые раньше упускались из виду.

Почему так холодно?

Несмотря на рекордно высокие температуры последних лет и связанные с этим панические настроения, нынешний климат Земли холоднее, чем обычно.

«Если заглянуть в геологическое прошлое и попытаться понять, насколько горячей была Земля в своей истории, можно найти немало свидетельств теплого климата. Но вы не найдете много признаков оледенений», — говорит профессор Бенджамин Миллс из Лидсского университета в Англии.

Относительно редкие ледниковые периоды, когда было достаточно холодно для формирования постоянных ледяных шапок на полюсах, связаны с низким уровнем CO₂ в атмосфере, что уменьшает парниковый эффект. Однако существуют различные объяснения снижения концентрации углекислоты в атмосфере.

Некоторые исследователи предполагают, что оно стало следствием сокращения выбросов CO₂ вулканами; другие связывают его с выветриванием горных пород, которое сопровождается интенсивным поглощением атмосферного углерода. Скорость выветривания может увеличиваться, когда континенты сталкиваются, образуя длинные горные цепи, подверженные эрозии, или когда континентальный дрейф перемещает массивы суши в тропики, где жара и обильные осадки могут ускорять эрозию. Скорость выветривания могут увеличивать также изменения в растительном покрове.

Континентальный дрейф

Чтобы определить, какие из этих геологических процессов провоцировали глобальное похолодание в далеком прошлом, Миллс и его коллеги разработали модель земной системы, объясняющую изменения уровня CO₂ в атмосфере за последние 420 миллионов лет — большую часть фанерозойского эона, в течение которого было несколько отдельных ледниковых периодов. Результаты вышли статьей в Science Advances.

Основное отличие нового моделирования от предыдущих — в нем учтено изменение положения континентов. «Никто не смог сделать это в трехмерной системе», — гордится Миллс.

Результаты модели лучше всего соответствуют наблюдаемым геологическим записям температуры, уровня CO₂ и положения ледяных шапок, когда в расчеты включены как эффекты выветривания горных пород, так и изменения выбросов вулканов, — то есть ни один из этих факторов сам по себе не мог привести к оледенению.

«Это означает, что все были немного правы», — резюмирует биогеохимик.

Никакой сенсации

И в этом нет никакой сенсации, уверена профессор Изабель Монтаньез из Калифорнийского университета в Дейвисе.

«Все понимали на протяжении десятилетий, что это более чем один процесс. По определению, это и есть земная система. Эта статья на самом деле не стала открытием», — пояснила она.

Модель не учитывает распространение и эволюцию растений в течение фанерозоя, повлиявших на скорость выветривания горных пород, и не объясняет краткосрочных изменений климата, добавила Монтаньез.

Результаты охватывают слишком длительный временной масштаб, чтобы быть актуальными непосредственно для сегодняшнего дня, признал Эндрю Мердит из Лидсского университета, один из авторов исследования.