Космический фактор климата

 


Теперь уже бесполезные ракушки крошечного обитателя океанских глубин – foraminifera – тихо опускаются на дно в экваториальной части Тихого океана. Их слой нашли на глубине 5 км под слоем морских отложений. «В центральной части Тихого океана скорость отложения осадочных пород варьируется между 1 – 2 см каждую тысячу лет, –объясняет Хейко, геолог из Национального центра океанографии в Саутгемптоне, Англия. – Опускаясь керном на один дюйм, вы уходите в прошлое на 2500 лет».

Хейко с коллегами пошли значительно дальше, вытянув керн, уводящий их в прошлое на 42 млн. лет. Ученые ограничили свой анализ Олигоценом – периодом между 34 – 23 млн. лет назад. Их выводы сводятся к тому, что глобальный климат Земли определяется небольшим изменением количества солнечного света, падающего на Землю при циклическом изменении орбиты Земли от эллиптической до круговой. «Очевидно, что большинство климатических изменений ледникового и межледникового периодов наиболее вероятно связано с орбитальными циклами», – говорит Хейко.

Ученые извлекли из керна ракушки морских микроорганизмов foraminifera, а затем растворили их в кислоте. Откачивая выделяющийся углекислый газ, исследователи с помощью масс-спектрометра точно установили элементный состав раковин. Это позволило им определить соотношение легких и тяжелых изотопов таких элементов, как углерод и кислород. Соотношение изотопов показывают картину изменения климата. Легкий кислород-16 испаряется легче, чем кислород-18. Таким образом, когда образовалась ледяная шапка, океанические воды имели более высокое содержание тяжелого изотопа кислорода. Поскольку крошечные существа строят свои ракушки из примесей морской воды, из раковины из карбоната кальция точно отражают соотношение этих двух изотопов кислорода в морях того времени.

То же самое верно для различных изотопов углерода-12 и углерода-13. Поскольку растения легче воспринимают углерод-12, его дефицит свидетельствует об обилии растительной жизни в океане. Сопоставляя временное соотношение изотопов с астрономическим циклом изменения орбиты Земли, исследователи нашли, что картина ледниковых периодов с ними вполне согласуется. (Орбита Земли меняется от эллиптической до круглой в цикле продолжительностью примерно 400 тысяч лет.) Сообщение об этом появилось 22 декабря в журнале Science.

Но степень эксцентричности орбиты Земли мало влияет на величину потока солнечного света, который получает планета. Чтобы повлиять на движение углерода в глубинах океана, требуются более длительные циклы, чем изменение орбиты Земли. Требуются циклы продолжительностью в 100 тысяч лет. В настоящее время орбита Земли почти круговая. По прогнозам на основе климата Олигоцена, следующий ледниковый период ожидается примерно через 50 тысяч лет. Однако количество углекислого газа в атмосфере во много раз превышает все прежние уровни. Таким образом, чтобы получить точную картину климата, ученым придется обратиться к климату более древнего периода Земли – к Эоцену.

Уже ясно, что эмиссия углерода затронет динамику океанов на много лет вперед. «Потребуется очень продолжительный срок, чтобы вернуться к доисторическим значениям концентрации углекислого газа в атмосфере, – говорит Хейко. – Мы не говорим о судном дне, но подъем уровня мирового океана затронет очень многих».



Источник: В мире науки