Приближается зима: исследователи раскрывают удивительную причину небольшого ледникового периода

Малый ледниковый период был одним из самых холодных периодов за последние 10 000 лет, период похолодания, который особенно ярко проявился в Североатлантическом регионе. Этот период похолодания, точные сроки которого обсуждают ученые, но который, кажется, наступил около 600 лет назад, стал причиной неурожая, голода и пандемий по всей Европе, что привело к несчастью и смерти миллионов людей.

Мультимодельная карта средней корреляции между низкочастотным AMOC на 26 ° с.ш. и SST (12). Звездочки с номерами от 1 до 15 обозначают расположение сайтов. Предоставлено: изображение из Lapointe et. др., 10.1126 / sciadv.abi8230

На сегодняшний день механизмы, которые привели к такому суровому климатическому состоянию, остаются неубедительными. Однако новая статья, недавно опубликованная в Достижения науки дает актуальную картину событий, которые привели к Малому ледниковому периоду. Удивительно, но похолодание, похоже, было вызвано необычно теплым эпизодом.

Когда ведущий автор Франсуа Лапуант, доктор наук и преподаватель наук о Земле из Университета Массачусетса в Амхерсте, и Раймонд Брэдли, выдающийся профессор наук о Земле из Университета Массачусетса в Амхерсте, начали тщательно исследовать свою 3000-летнюю реконструкцию температуры поверхности моря в Северной Атлантике, результаты которой были опубликованы в Труды Национальной академии наук в 2020 году они заметили кое-что удивительное: внезапный переход от очень теплых условий в конце 1300-х годов к беспрецедентно холодным условиям в начале 1400-х годов, всего 20 лет спустя.

Используя множество подробных морских записей, Лапоинт и Брэдли обнаружили, что в конце 1300-х годов произошел аномально сильный перенос теплой воды на север, достигший пика около 1380 года. В результате воды к югу от Гренландии и Северных морей стали намного теплее, чем обычно. «Никто раньше этого не осознавал», – отмечает Лапойнт.

Обычно всегда происходит перенос теплой воды из тропиков в Арктику. Это хорошо известный процесс, называемый атлантической меридиональной опрокидывающейся циркуляцией (AMOC), который похож на планетарный конвейер. Обычно теплая вода из тропиков течет на север вдоль побережья Северной Европы, а когда она достигает более высоких широт и встречается с более холодными арктическими водами, она теряет тепло и становится более плотной, в результате чего вода опускается на дно океана. Это глубоководное образование затем течет на юг вдоль побережья Северной Америки и продолжает циркулировать по всему миру.

Но в конце 1300-х годов AMOC значительно укрепился, что означало, что на север двигалось гораздо больше теплой воды, чем обычно, что, в свою очередь, привело к быстрой потере арктического льда. В течение нескольких десятилетий в конце 1300-х и 1400-х годах огромное количество льда было вымыто в Северную Атлантику, что не только охладило воды Северной Атлантики, но и ослабило их соленость, что в конечном итоге привело к разрушению АМОК. Именно этот коллапс вызвал затем существенное похолодание.

Перенесемся в наше время: между 1960-ми и 1980-ми годами мы также стали свидетелями быстрого усиления AMOC, что было связано с постоянно высоким давлением в атмосфере над Гренландией. Лапойнт и Брэдли считают, что такая же атмосферная ситуация имела место незадолго до Малого ледникового периода, но что могло спровоцировать это стойкое явление высокого давления в 1380-х годах?

Ответ, как обнаружил Лапойнт, можно найти в деревьях. Как только исследователи сравнили свои результаты с новым рекордом солнечной активности, обнаруженным с помощью изотопов радиоуглерода, сохранившихся в кольцах деревьев, они обнаружили, что необычно высокая солнечная активность была зафиксирована в конце 1300-х годов. Такая солнечная активность приводит к высокому атмосферному давлению над Гренландией.

В то же время на Земле происходило меньше извержений вулканов, а значит, в воздухе было меньше пепла. «Более чистая» атмосфера означала, что планета более восприимчива к изменениям солнечной энергии. «Следовательно, влияние высокой солнечной активности на атмосферную циркуляцию в Северной Атлантике было особенно сильным», – сказал Лапойнт.

Лапойнт и Брэдли задаются вопросом, может ли такое резкое похолодание повториться в наш век глобального изменения климата. Они отмечают, что сейчас арктического морского льда намного меньше из-за глобального потепления, поэтому подобное событие в начале 1400-х годов, связанное с переносом морского льда, маловероятно.

«Однако мы должны следить за накоплением пресной воды в море Бофорта (к северу от Аляски), которое увеличилось на 40% за последние два десятилетия. Его экспорт в приполярную Северную Атлантику может оказать сильное влияние на океаническую циркуляцию », – сказал Лапойнт. «Кроме того, постоянные периоды высокого давления над Гренландией летом были гораздо более частыми за последнее десятилетие и связаны с рекордным таянием льда.

Климатические модели не отражают эти события надежно, и поэтому мы можем недооценивать будущую потерю льда из-за ледникового щита, поскольку больше пресной воды поступит в Северную Атлантику, что может привести к ослаблению или коллапсу AMOC ».

Авторы приходят к выводу, что существует острая необходимость устранить эти неопределенности.