Исследование включает в себя первую детальную реконструкцию плотности Южного океана того периода и определило, как она менялась по мере нагревания Земли. Он предполагает массовую реорганизацию температуры и солености океана, но обнаруживает, что это не было причиной повышенной концентрации углекислого газа в атмосфере. Исследование, проведенное учеными из Кембриджского университета, опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.Океан состоит из разных слоев разной плотности и химического состава.
Во время последнего ледникового периода считалось, что самая глубокая часть океана состоит из очень соленой, плотной воды, которая способна удерживать большое количество CO2. Ученые полагали, что уменьшение плотности этой глубокой воды привело к выбросу CO2 из глубины океана в атмосферу.
Однако новые результаты предполагают, что, хотя уменьшение плотности глубоководного океана действительно произошло, оно произошло намного позже, чем повышение содержания CO2 в атмосфере, что позволяет предположить, что другие механизмы должны быть ответственны за выброс CO2 из океанов в конце периода. последний ледниковый период.«Мы решили проверить идею о том, что уменьшение плотности океана привело к увеличению содержания CO2, путем реконструкции того, как оно менялось в разные периоды времени, когда Земля нагревается», — сказала ведущий автор статьи Дженни Робертс, аспирант кафедры Кембриджа. Науки о Земле, который также является членом Британской антарктической службы. «Однако то, что мы обнаружили, оказалось не тем, что мы ожидали увидеть».
Чтобы определить, как менялись океаны с течением времени, и определить, что могло вызвать массовый выброс CO2, исследователи изучили химический состав микроскопических животных с панцирем, которые были погребены глубоко в океанических отложениях с конца ледникового периода. Подобно слоям снега, раковины этих крошечных животных, известных как фораминиферы, содержат подсказки о том, каким был океан при их жизни, что позволяет исследователям реконструировать, как океан изменился по мере завершения ледникового периода.
Они обнаружили, что во время холодных ледниковых периодов самые глубокие воды были значительно плотнее, чем сегодня. Однако неожиданным было то, что произошло снижение плотности глубоководного океана примерно через 5000 лет после первоначального увеличения концентрации CO2, а это означает, что уменьшение плотности не могло быть причиной выброса CO2 в атмосферу.«До этого исследования были эти два наблюдения, первое заключалось в том, что глубоководная ледниковая вода была действительно соленой и плотной, а второе — что она также содержала много CO2, и сообщество сложило два и два и заявило, что эти два наблюдения должны быть связаны ", сказал Робертс. «Но только в ходе нашего исследования и изучения изменений плотности и CO2 в процессе дегляциации мы обнаружили, что они на самом деле не связаны. Это удивило всех нас».
Изучив раковины, исследователи обнаружили, что изменения в CO2 и плотности не так тесно связаны, как считалось ранее, предполагая, что что-то еще может вызывать выброс CO2 из океана.Подобно бутылке вина с пробкой, морской лед может предотвратить выброс CO2 из воды, богатой CO2, в атмосферу. Южный океан — это ключевая зона обмена CO2 между океаном и атмосферой.
Расширение морского льда во время последнего ледникового периода действовало как «крышка» в Южном океане, предотвращая утечку CO2. Исследователи предполагают, что отступление этой крышки морского льда в конце последнего ледникового периода откупорило этот старинный CO2, что привело к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере.
«Хотя условия в конце последнего ледникового периода сильно отличались от сегодняшних, это исследование подчеркивает важность, которую динамические особенности, такие как морской лед, имеют для регулирования климатической системы, и подчеркивает необходимость лучшего понимания и прогнозирования по мере того, как мы направляемся в нашу когда-либо потепление мира ", сказал Робертс.