Новые исследования показывают, что грязевые керны, пробуренные в Миссисипи, содержат давно скрытые подсказки о происхождении гигантских антарктических ледяных щитов около 34 миллионов лет назад. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
В то время Земля находилась в разгаре серьезного перехода: от теплой эпохи эоцена к более прохладному олигоцену. В эоцене на планете не было постоянного льда, но к началу олигоцена на ней уже были ледяные щиты на 25 процентов больше тех, которые мы знаем сегодня.
По мере того как эти ледяные щиты росли во время перехода от эоцена к олигоцену, уровень моря также упал примерно на 40 метров, обнажив участки ранее затопленной суши в результате отступления береговой линии.
Это резкое падение уровня моря привело к значительному переносу углерода из прибрежных отложений в атмосферу, согласно анализу древней грязи того же периода, собранной исследовательской группой недалеко от Джексона, штат Миссисипи.
«Мы извлекли информацию из грязи Миссисипи, чтобы ответить на ключевой вопрос о том, как антарктический лед массово расширился до континентальных масштабов», — говорит старший автор Том Данкли Джонс, микропалеонтолог и палеоокеанограф из Университета Бирмингема в Великобритании.
Эти антарктические ледяные щиты, как отмечают авторы исследования, первоначально образовались в результате длительного захоронения углерода в отложениях, изолирующего его от атмосферы, где он, как известно, обладает эффектом удержания тепла.
Это снижение содержания углерода в атмосфере также способствовало более широкому переходу Земли к более прохладному современному климату последних 34 миллионов лет, добавляют они, создавая более холодные условия, которые способствовали образованию массивных ледяных щитов в Антарктиде, что, в свою очередь, привело к глобальному снижению уровня моря.
Все это произошло слишком быстро, чтобы многие виды могли адаптироваться, что привело к массовому вымиранию, как показали предыдущие исследования. Этот неспокойный период также известен под французским прозвищем Grande Coupure, что означает «великолепный крой».
«Переход от эоцена к олигоцену, вероятно, является крупнейшим событием похолодания климата на планете и оказал серьезное влияние на историю Земли», — говорит Данкли Джонс.
Однако на фоне этой общей тенденции к похолоданию падение уровня моря, вызванное оледенением Антарктиды, также привело к другой, противоположной тенденции, сообщают Данкли Джонс и его коллеги.
Отступающий океан обнажил большие участки прибрежных отложений, сделав их уязвимыми для сильной эрозии. Эти мягкие, сырые отложения содержали большие объемы растительного материала и другого органического мусора, который больше не был защищен морской водой.
Когда эти места обитания, похожие на мангровые заросли, высохли, их наследие органического материала подверглось воздействию кислорода и стало пиршеством для микробов, которые выпустили связанный углерод в атмосферу в виде углекислого газа.
Этого всплеска CO 2 было достаточно, чтобы вызвать «временную отрицательную обратную связь с охлаждением климата», пишут исследователи, что на короткое время подорвало переход планеты к климату «ледяного дома».
«По мере того, как уровень моря падал во время этого перехода, мы можем наблюдать, как произошло временное торможение охлаждения атмосферы с выбросом большого количества углекислого газа, секвестрированного в прибрежных регионах вокруг бассейна реки Миссисипи», — говорит Данкли Джонс.
Команда отмечает, что перенос углерода из этих прибрежных отложений, возможно, не остановил переход планеты к более прохладному климату олигоцена, но он раскрывает важную деталь о том, как работает эта сложная система.
«Наша статья дает нам ценную новую информацию о том, как климат Земли может претерпевать резкие изменения и как это часто тесно связано с биосферой и углеродным циклом», — говорит Кирсти Эдгар, микропалеонтолог и палеоокеанограф из Университета Бирмингема.
В ходе исследования были изучены морские глины с глубины около 137 метров, сравнивая данные из них с данными о переходе эоцена и олигоцена из других мест, особенно из Тихого океана.
Исследователи объясняют, что это выявило долгосрочные изменения в накоплении отложений, уточняя время снижения уровня моря, которое совпало с образованием ледниковых щитов.
«Понимание этих прошлых событий дает нам более четкое представление о красоте и сложности климата и экологии Земли», — говорит Эдгар.
