Антарктический ледяной щит достиг точки невозврата миллион лет назад

Ученые установили, что около миллиона лет назад антарктический ледяной щит прошёл климатическую точку невозврата и стал гораздо более чувствительным к изменениям температуры воздуха и океана. После этого перелома даже небольшие колебания концентрации углекислого газа начали вызывать куда более резкие скачки роста и таяния льда, что принципиально меняет представления о стабильности Антарктиды и будущей динамике уровня мирового океана, пишет Nature Geoscience.

Ученые из Центра климатической физики IBS (ICCP) при Пусанском национальном университете использовали усовершенствованную палеоклиматическую модель, которая воссоздаёт глобальный климат за последние 3 миллиона лет, а затем загрузили эти данные в ледниковую модель Университета штата Пенсильвания, отслеживающую движение, толщину, температуру и высоту антарктического льда.

Симуляции показали, что после Среднеплейстоценового перехода — периода, когда ледниковые циклы стали более длинными и холодными, — Антарктида перешла в новый динамический режим. Исследователи выявили критический порог содержания CO₂ в атмосфере — около 240 частей на миллион: как только концентрация опускалась ниже этого значения, ледяной щит начинал реагировать на изменения климата гораздо резче, чем раньше.

«После этого перехода антарктический ледяной щит реагирует на климатические воздействия значительно сильнее. Это говорит о том, что система ведёт себя не плавно и линейно, а становится более чувствительной после пересечения определённого порога», — объясняет ведущий автор работы, доктор Кёнсук Юн из ICCP.

По её словам, это открытие показывает, что ледяные массивы способны «переключаться» в новое состояние, в котором любые внешние воздействия приводят к ускоренному перераспределению льда.

Моделирование показывает, что ускоренный рост льда после климатического перехода был вызван сочетанием нескольких факторов. Во время ледниковых периодов океан становился холоднее, и подводные части ледяного щита таяли слабее, одновременно уровень моря был на 50–100 метров ниже нынешнего, что снижало давление воды на шельфовые ледники и позволяла суше медленно подниматься, способствуя утолщению прибрежного льда.

«Наши результаты показывают, что антарктический ледяной щит был более чувствителен к внешним воздействиям, чем предполагалось ранее. Это поднимает важные вопросы о его будущей реакции на продолжающееся глобальное потепление», — отмечает директор ICCP профессор Аксель Тиммерманн, соавтор исследования.

По его словам, понимание того, как именно ледяной щит реагировал на изменения CO₂ в прошлом, помогает точнее оценивать риск наступления будущих климатических «переломных моментов».

Авторы работы подчеркивают, что ледяные щиты не всегда меняются медленно и предсказуемо: пересечение критических климатических порогов может переводить их в состояние, где даже небольшое потепление приводит к лавинообразным процессам роста или потери льда. Учитывая, что современное потепление уже подталкивает Антарктиду к новым точкам невозврата, учет таких внезапных переходов необходим для улучшения прогнозов ускоренного таяния льда и долгосрочного повышения уровня моря.

Почему это важно сейчас

Антарктида считается одним из ключевых климатических «триггеров» планеты: от поведения её ледяного щита зависит, насколько быстро и насколько высоко поднимется уровень мирового океана в ближайшие столетия. По оценкам различных исследований, полная потеря морских частей антарктического льда в долгосрочной перспективе может привести к подъёму уровня моря на десятки метров, сделав необитаемыми многие прибрежные мегаполисы.

Сегодня ученые всё чаще говорят о том, что Антарктида уже приближается к ряду критических порогов. Наблюдаются рекордное сокращение морского льда, ослабление циркуляции Южного океана и аномальные тепловые волны, которые ускоряют прогрев воды и подтаивание ледников снизу. На этом фоне новое исследование о резком росте чувствительности антарктического щита в прошлом усиливает опасения, что аналогичные «переключения режима» возможны и в условиях нынешнего антропогенного потепления.

Работа ICCP дополняет недавние исследования, фиксирующие «поведенческие» изменения в зонах Антарктиды — областях, где ледяной щит опирается на дно и соприкасается с относительно тёплой океанской водой. Моделирование показывает, что даже небольшое дополнительное потепление океана может резко усилить подтаивание в этих зонах, открыть новые полости под льдом и ускорить скольжение ледника к морю, что также носит характер порогового процесса.

Для долгосрочных прогнозов уровня моря это означает, что опора исключительно на плавные, линейные сценарии может недооценивать реальные риски. История ледниковых циклов демонстрирует, что крупные ледяные щиты способны долго оставаться относительно стабильными, а затем за относительно короткое геологическое время переходить в фазу ускоренной перестройки — именно такого типа переход описывает и новое исследование для Антарктиды после Среднеплейстоценового перехода.

В практическом плане результаты важны для прибрежного планирования, инфраструктурных проектов и климатической политики. Если чувствительность антарктического щита к изменениям температуры и CO₂ действительно выше, чем считалось раньше, то окно времени для сдерживания самых опасных сценариев подъёма уровня моря оказывается уже, а цена промедления — выше.

Напомним, что ледник Туэйтса в Антарктиде начал распадаться: велик риск затоплений.