Арктика без морского льда способствует оттаиванию многолетней мерзлоты
9 января 2020 года в журнале «Nature» опубликована статья «Palaeoclimate evidence of vulnerable permafrost during times of low sea ice». Это новое исследование объединяет сложные полевые работы с разработкой в Оксфордском университете новых на сегодняшний день подходов к изучению сталагмитов. Международная команда, участвующая в исследовании, состоит из ученых из Геологической службы Израиля, Оксфордского университета Великобритании, Нортумберлендского университета Великобритании, Института земной коры СО РАН и спелеоклуба «Арабика».
Новые данные из сибирских пещер позволяют предположить, что летний морской лед в Северном Ледовитом океане играет важную роль в стабилизации многолетнемерзлых пород и большого запаса углерода. Многолетнемерзлые породы сохраняются в замороженном состоянии в течение ряда лет, они распространены на четвери территории Северного полушария. Мерзлое состояние пород позволяет им сохранять большое количество углерода, примерно в два раза больше, чем в атмосфере. Скорость и степень таяния многолетнемерзлых пород и последующего выброса углерода трудно предсказать только на основании современных наблюдений.
Пещеры – уникальный регистратор периодов, когда вечная мерзлота отсутствовала в прошлом. Сталагмиты, сталактиты, натечные формы и другие виды спелеотем могут образовываться, когда породы над пещерой находятся в талом состоянии, а вода в жидкой фазе свободно циркулирует в почве и горных породах. В настоящее время наблюдаемые пещеры, находящиеся в области сплошного распространения многолетнемерзлых пород, безводны и роста спелеотем в них не происходит. Наличие сталагмитов в этих пещерах демонстрирует периоды, когда многолетняя мерзлота отсутствовала в прошлом.
В ходе исследования были изучены пещеры Сибири (Ленская-Ледяная, Ботовская) расположенные в различных геокриологических зонах. Полевые работы были связаны с разработкой новых подходов к датировке сталагмитов с использованием естественного распада изотопов урана и свинца. Это исследование позволяет оценить периоды таяния многолетнемерзлых пород за последние полтора миллиона лет. Сталагмиты Ленской Ледяной пещеры периодически увеличивались с 1 500 000 до 400 000 лет и прекратили расти с 400 000. Более южные пещеры имеют спелеотемы с периодами роста вплоть до настоящего времени. Установлено, что время образования сталагмита и отсутствие мерзлоты, связаны не просто с глобальными температурами в прошлом, а значительно чаще, с периодами, когда Северный Ледовитый океан был свободен от летнего морского льда.
Несколько процессов могут контролировать взаимосвязь между арктическим морским льдом и многолетнемерзлыми породами. Отсутствие морского льда приводит к увеличению теплопередачи и переноса влаги из океана в атмосферу а, следовательно и к более теплому воздуху, транспортируемому далеко на территорию Сибири. Влагоперенос увеличивает выпадение снега над Сибирью в осенние месяцы, при этом снег действует как теплоизолятор, снижая степень промерзания пород. Слой снега препятствует охлаждению грунтов и приводит к увеличению среднегодовой температуры пород, при этом мерзлота перестает быть стабильной.
Взаимосвязь между летним морским льдом в Арктике и многолетней мерзлотой, обнаруженная в этом исследовании в прошлом, имеет значение для будущего. В последние годы наблюдалось значительное уменьшение арктического морского льда, и ожидается, что в ближайшие десятилетия в Арктике не будет летнего морского льда. Такая потеря морского льда может привести к ускорению таяния многолетней мерзлоты в Сибири и последующему выбросу углерода.
Публикация | Комментарий BBC | Комментарий Sciencedaily |
Комментарий Courthousenews | Комментарий UPI | Комментарий PHYS.ORG | British Geological Survey
Дата опубликования: 10.01.2020