Российские и немецкие ученые обнаружили у берегов Антарктиды источник глобального изменения климата.

Наука настолько мало знает о Мировом океане, что только сейчас шаг за шагом, вкладывая огромные деньги, международное сообщество пытается проникнуть в тайны этого чрезвычайно интересного региона. Например, в его геологическое прошлое. Специалисты Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН и немецкого Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера во время совместных экспедиций открыли у берегов Антарктиды подводное формирование, которое, по общему мнению, является частью древнего материка Гондвана. Это образование, как считают специалисты, напрямую влияет на ледниковый режим Антарктиды, тепловой режим Мирового океана и на климат Земли в целом.

Ворота в океане

Открытие было сделано в море Скотия, расположенном в Южном океане близ пролива Дрейка. Ранее оно само по себе почти не привлекало внимания ученых, поскольку находится в сейсмически стабильной части морского дна, а значит, малоинтересной в плане геологического прошлого. Однако, как оказалось, в тихом омуте... В 1998 году в ходе геолого-геофизических изысканий научно-исследовательского судна «Академик Борис Петров» в данном районе ученые случайно обнаружили своеобразную верхушку микроконтинента. Новую подводную землю назвали плато Пири. Спустя пять лет в экспедиции на судне «Полар Штерн» ученые исследовали этот район более предметно и нашли продолжение подводного формирования, получившее название плато Брюс-Дискавери. «Оба плато представляют собой крупный осколок древнего материка Гондвана, – утверждает профессор Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера Дитер Футтерер. – В давние времена это холмистое плато, очевидно, составляло часть континентального моста между Южной Америкой и Западной Антарктидой. Но Южная Америка двигалась на север, все дальше отходя от Антарктиды. Плита между континентами растягивалась, а мост постепенно погрузился в море. И, по-видимому, именно так возникло опоясывающее Антарктиду холодное течение, являющееся одним из мощнейших в Мировом океане, которое наряду с Гольфстримом определяет климат планеты».

История возникновения и развития этого течения напрямую связана с рельефом дна Южного океана. Даже уйдя под воду, плато Пири стояло на его пути. Оно погружалось постепенно и сначала открыло путь лишь мелководному течению. Затем опустилось уже на глубины, близкие к современным, примерно на 3500 метров, и течение обрело нынешнюю глубину. Поскольку Южная Америка продолжает удаляться от западной части Антарктиды, растяжение в этом регионе продолжается, продолжается и погружение плато Пири. Этот процесс повышает интенсивность холодного течения и влияет на ледовый режим Антарктиды. Погружение плато неминуемо приведет к понижению общего температурного градуса на планете Земля. И, как можно догадаться, этот процесс необратим, повлиять на него невозможно даже теоретически. «Погружение плато произошло уже достаточно глубоко для того, чтобы сформировалось развитое антарктическое циркумполярное течение, – рассказывает научный сотрудник Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН Михаил Левитан. – Сказывается эволюция этого течения в процессе времени. Если оно занимает северные позиции, это приводит к похолоданию, южные – к потеплению. Эти сдвиги принципиально важны для теплового баланса, получения влаги и испарения на тех или иных широтах». По сути, плато Пири можно сравнить с гигантской задвижкой в океанических воротах, регулирующей течение, которое осуществляет термическую изоляцию Антарктиды от Мирового океана и способствует процессу оледенения гигантского континента. Образование этой «задвижки» началось в миоцене – около 25 миллионов лет назад – и закончилось порядка 5 миллионов лет назад.

Наземный полигон

О влиянии плато Пири на саму Антарктиду можно судить по поверхности белого материка. Суша составляет только три процента территории Антарктиды, но именно в горах и в сухих долинах, свободных ото льдах, ученые обнаружили следы полярных лесов и древней жизни на этом континенте. Это прямое свидетельство того, что континент не всегда был покрыт снегом. В Антарктиде находится один из крупнейших на Земле горных поясов – Трансантарктические горы, протянувшиеся почти на 4000 км. Горы Элсуорта, где находится наивысшая точка Антарктиды – массив Винсон (5140 м), являются до сих пор геологической загадкой. В этих горах геологи обнаружили песчаники с останками амфибий, окаменелую древесину и отпечатки листьев давно вымерших растений. Многие из этих горных пород сформировались 350-190 миллионов лет назад. Трудно поверить, но в этих местах вместо антарктического льда простираются настоящие песчаные барханы. Ни льда, ни снега, одна необозримая пылевая пустыня с красно-коричневой пылью, без воды и признаков жизни – и это на материке, который практически целиком закован в лед! Например, сухие долины Мак-Мердо, по мнению ученых, свободны ото льда в течение 8 миллионов лет, это идеальное место для исследований доисторического прошлого: здесь никогда не было отложений древних эпох, интенсивной эрозии и человеческой деятельности. Это идеальный полигон для изучения климатического прошлого, связанного с изменениями древнего материка Гондвана.

Весьма интересное открытие было сделано в прошлом году. Американский профессор Сьюзен Болдуин и ее коллеги обнаружили в Антарктиде очередное свидетельство масштабного потепления, имевшего место в не столь далеком прошлом. Связано оно было с катастрофическим опорожнением подледных озер Антарктиды, что привело к гигантским по масштабам наводнениям и прорезало в части территории материка лабиринт из каньонов. Наиболее впечатляющие из них имеют ширину до 600 метров и глубину до 250 метров. Ученые пришли к такому выводу в ходе тщательной датировки возраста вулканического пепла, сохранившегося на поверхности подстилающих горных пород. Это позволило определить, что упомянутое событие произошло в период 12-14 миллионов лет назад, то есть в ту далекую эпоху, когда происходило образование «антарктической задвижки». Объемное разовое высвобождение пресной воды вызвало резкие изменения климата. Кстати, этот процесс, по мнению ученых, взаимосвязанный. Не исключено, что из-за глобального потепления на планете катастрофический выброс пресной воды из подледниковых озер может повториться в нашу эпоху. По крайней мере разовые выбросы воды имеют место и носят импульсный характер: мощные потоки от времени переливаются из одного озера в другое, скажем, из-за колебаний давления льда над ними.

Лед тронулся

Природа полна чудес, которые словно ждут, чтобы на них кто-нибудь специально набрел. Так, было в принципе известно, что ледниковые покровы Антарктиды являются гигантским холодильником нашей планеты, оказывая влияние на климат и циркуляцию атмосферы в глобальном масштабе. Однако непонятен был механизм включения этого «холодильника». Открытие сделали под водой и, как это часто бывает, почти случайно. «Да, сегодня мы занимаемся тем, что отгадываем загадки природы», – говорит Михаил Левитан. Понятно, что палеоклиматологические исследования чрезвычайно важны для составления прогнозов. Не только долгосрочных, но и краткосрочных. Для прогноза погоды на несколько дней океан можно считать консервативной средой с неизменной во времени температурой поверхностного слоя. Для прогноза погоды большой заблаговременности, в том числе короткопериодных изменений климата, важное значение имеет эволюция термодинамических условий Мирового океана, включая льды Антарктики. Известно, что межгодовые изменения ледовитости полярных морей значительно меняют потоки энергии и влаги в атмосферу и, следовательно, вызывают ее крупномасштабную реакцию. Однако сегодня необходимы серьезные дополнительные исследования, направленные, с одной стороны, на определение сезонных и многолетних колебаний площади распространения морских льдов и, с другой стороны, на выяснение причин, вызывающих изменения ледовитости полярных морей. К примеру, расчеты показывают, что увеличение годового притока тепла к океану, обусловленное удвоением содержания углекислого газа в атмосфере, способно растопить весь морской лед в Арктике и Антарктике. И это если принять во внимание, что лед покрывает площадь в 20 миллионов квадратных километров слоем толщиной 2 метра. Поэтому, по мнению специалистов, существующая в настоящее время Всемирная программа исследований климата должна дополниться системой наблюдений как в Северном Ледовитом океане, так и в Антарктике. «Если говорить об общей стратегии исследований, – считает президент Ассоциации полярников, заместитель председателя Госдумы РФ Артур Чилингаров, – то приоритетными должны стать наблюдения за температурой поверхности океана и его теплосодержанием, за ледовым покровом и за циркуляцией вод, во многом определяющей пространственное распределение и изменчивость температуры верхнего слоя. Эти наблюдения, в особенности ориентированные на Арктику и Антарктику в свете открывающихся обстоятельств, должны быть организованы таким образом, чтобы получить максимум данных для построения физических моделей взаимодействия океана и атмосферы, которые в свою очередь могут служить основой для долгосрочных прогнозов погоды и изменений климата».


Анатолий Смирнов

При участии Сергея Волкова

(Фото: ЮРИЙ ФЕКЛИСТОВ)

На схеме Миоцена заметно четкое различие, например, по площади возвышенной суши (она выделена розовым цветом). Это изменение связано с подъемом континентальной части над уровнем моря и постепенным похолоданием в полярной области. Кроме того, по побережью, показанному оттенками зеленых цветов, четко выделяются области континентального осадконакопления, отмеченные коричневым цветом
(Фото: АТЛАС ЛИТОЛОГО-ПАЛЕОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ МИРА)

http://www.itogi.ru/Paper2007.nsf/Article/Itogi_2007_05_13_01_0970.html