С 1979 года, когда началось регулярное спутниковое наблюдение, площадь арктических льдов сократилась более чем на 42%. Климатические модели предсказывают полное исчезновение летнего льда в ближайшие десятилетия, но ученые все еще не знают, какие последствия это будет иметь для жизни на Земле.
Космическая пыль раскрыла тайны арктических льдов за 30 тысяч лет
Ученые Вашингтонского университета разработали новый метод реконструкции ледового покрова Арктики, используя космическую пыль из океанических отложений. Анализ образцов донных осадков позволил восстановить историю морского льда за последние 30 тысяч лет и предсказать экологические последствия таяния Арктики.
Северный Ледовитый океан в ближайшие десятилетия полностью освободится ото льда в летнее время. Bonnie Light/University of Washington
Космическая пыль непрерывно падает на Землю. За год падает около 40 тысяч тонн. Эти микроскопические частицы размером меньше человеческого волоса формируются в результате катастрофических космических событий и путешествуют миллионы лет, прежде чем достичь нашей планеты. Гелий-3, которым насыщается пыль при прохождении вблизи Солнца, крайне редок на Земле, что делает его идеальным маркером внеземного происхождения материала. Он и позволяет датировать время формирования осадков.
Ледяной покров в Арктике быстро сокращается, что приводит к более быстрому таянию оставшегося льда и изменению доступности питательных веществ. Ученые показывают, как частицы из космоса могут помочь воссоздать ледовые условия за последние 30 000 лет.
Исследователи давно знали, что мелкозернистая космическая пыль постоянно оседает на поверхность Земли, накапливаясь в океанических отложениях. Работа, опубликованная в журнале Science, демонстрирует, как анализ распределения космической пыли может показать изменения ледового покрова на протяжении тысячелетий.
Тысячелетний лед предсказывает будущее
«Если мы сможем спрогнозировать время и пространственные паттерны сокращения ледового покрова в будущем, это поможет нам понять потепление, предсказать изменения в пищевых цепях и рыболовстве, а также подготовиться к геополитическим сдвигам», — говорит соавтор работы Фрэнки Павиа.
Космическая пыль образуется при взрывах звезд и столкновениях комет. Проходя мимо Солнца, она насыщается редкой формой гелия — гелием-3, который позволяет отличить космические частицы от земных. Лед на поверхности моря блокирует оседание космической пыли на дно, тогда как открытая вода позволяет ей накапливаться в отложениях.
Тающий Северный Ледовитый океан.
Исследователи проанализировали три точки с разным современным ледовым покровом: одна расположена у Северного полюса и покрыта льдом круглый год, вторая находится на границе льда в сентябре, третья была скована льдом в 1980-х, но теперь свободна сезонно. Круглогодичный ледовый покров соответствовал меньшему количеству космической пыли в отложениях, что также наблюдалось во время последнего ледникового периода около 20 тысяч лет назад.
Ученые сопоставили данные о ледовом покрове с доступностью питательных веществ, показав, что их потребление достигало пика при низком уровне льда. Химический анализ раковин фораминифер показал процент потребленных питательных веществ в разные периоды.
Метод космической пыли работает только для анализа прошлого, потому что нужно время, чтобы пыль осела в донные отложения, тогда эти отложения можно проанализировать. Но изучая, как менялся лед в прошлом в ответ на потепление (после последнего ледникового периода), ученые могут понять закономерности и улучшить климатические модели. Павиа говорит: понимание пространственных паттернов изменения льда поможет прогнозировать будущее.