Полупрозрачный черно-белый кристалл, который находился в коробке 30 лет, привел ученых к поразительному открытию: ледяной покров Восточной Антарктики, на котором сосредоточено 80 процентов мирового льда, стал более уязвимым для потепления, чем раньше.
История опасных кристаллов
Ученые определили, что этот ледяной покров в последний раз обрушился около трех миллионов лет назад. Но новая статья в журнале Nature предполагает, основываясь на исследовании кристаллов, собранных в этом регионе, что большая его часть рухнула только 400 000 лет назад. Самое удивительное то, что расчеты команды показывают, что все изменения происходили во время продолжительного, но относительно мягкого теплого климата.
По словам Дэвида Харвуда, который изучает историю ледников Антарктики в Университете штата Небраска в Линкольне, за этот период количество углекислого газа в атмосфере не повышалось до максимума - около 300 частей на миллион (ppm).
«Это страшная вещь, - говорит Харвуд. - Современные уровни содержания углекислого газа превысили 300 ppm еще в 1915 году, и в настоящее время они составляют 410 ppm. По его словам, в ближайшие столетия этот дополнительный углекислый газ может поднять температуру и уровень моря намного выше того, который был 400 000 лет назад».
Согласно прогнозам, другие ледяные покровы мира, в том числе в Гренландии и Западной Антарктиде, более уязвимы и потеряют лед в следующем столетии. Гренландия расположена далеко от Северного полюса, подвергая его воздействию теплого воздуха, а Западная Антарктида находится в широкой чаше, которая опускается ниже уровня моря, подвергая ее воздействию теплых океанских течений. Но Восточно-Антарктический ледяной покров считался более безопасным, потому что он занимает холодный Южный полюс, и большая часть его расположена на суше, которая защищает от тепла океана.
«В течение десятилетий ледяной покров Восточной Антарктики носил эту броню непобедимости», - говорит Славек Тулачик, гляциолог из Калифорнийского университета в Санта-Круз, который принимал участие в исследовании. Говорить об уменьшении до недавнего времени было невозможно.
Если эти новые данные подтвердятся, то Восточная Антарктида может способствовать повышению уровня моря раньше, чем ожидалось. Парниковые газы, которые были произведены до настоящего времени, возможно, уже зафиксированы в 12 метрах возможного повышения уровня моря от всех ледников, которые, по прогнозам, будут таять в ближайшие столетия, в том числе и в Восточной Антарктиде.
Попытка разгадать тайну
Это открытие стало результатом изучения тонких слоев черно-белого кристалла глубоко под ледяным щитом. Это началось в 2017 году, когда измерения, проведенные геологами и другими учеными, показали, что вода, просачивающаяся сквозь землю, необычайно высока в уране. И поэтому они отправились на поиски источника уранового сигнала, надеясь, что он сможет раскрыть что-то интересное в истории ледникового щита.
Хотя большинство людей знают уран как ядерное топливо, его крошечные следы встречаются в породе, реках и океанах. Большая часть его существует в тяжелой форме, которая называется уран-238. Но смешавшись с этим, ученые всегда находят несколько атомов более легкой версии, называемой уран-234, которая образуется, когда его более тяжелый "кузен" подвергается радиоактивному распаду.
Ученые предполагают, что когда ледяной покров в течение длительного времени покрывает континент, захваченная под ним вода медленно накапливает уран-234. Это происходит, когда уран-238 в скалах и гравии подо льдом разлагается, выбрасывая в воду атомы легкого урана, где они накапливаются с течением времени.
Вода, просачивающаяся через долину Тейлора, необычна, потому что она в два-пять раз превышает обычный уровень более легкого урана-234. Эти жидкости находились в контакте со скалой в течение значительного периода времени, поэтому измерение количества урана-234 в ледяном покрове Восточной Антарктики может дать представление о том, сколько времени прошло с момента последнего отступления ледникового щита.
Исследование ледяного покрова
Тем не менее никто никогда не измерял уран-234 под ледяным покровом. Поэтому Блэкберн, Эдвардс и Тулачик отправились на поиски минералов, которые образовались в воде Восточной Антарктиды.
Поиск камней из-под ледяного покрова может показаться несбыточной мечтой, но Тулачик и Блэкберн знали о месте, где камни из-подо льда пробиваются к поверхности, области под названием Слон-Морена, прямо над горами из долины Тейлор.
Тысячи камней поднимаются со дна. Постоянные сухие ветры обдувают и очищают ледяную поверхность на несколько метров в год, поэтому камни в конечном итоге пробиваются к поверхности.
Блэкберн отколол отдельные слои и определил их возраст, измерив их уран-234 и другой радиоактивный элемент, торий-230, в который уран распадается с известной скоростью. Он обнаружил, что слои в скале размером с кулак образовывались в течение 120 000 лет.
Затем он измерил процентное содержание более легкого урана-234 в каждом слое. Он думал, что оно будет постоянным от одного слоя к другому, потому что, по его словам, возможно, что восточно-антарктический ледяной покров был стабильным в течение миллионов лет.
К его удивлению, кристаллы показали ему что-то совсем другое: количество урана-234 в последовательных слоях фактически выросло на 50 процентов. В точном мире геохимии это огромное изменение. По оценкам Тулачика, ледяной покров истончился на сотни метров, а этого достаточно, чтобы поднять уровень моря на 3 метра.
История может повториться
По словам Морин Реймо, морского геолога в Земной обсерватории Ламонт-Доэрти в Нью-Йорке, она изучает древние береговые линии по всему миру. Эти береговые линии показывают, когда уровни моря были выше в прошлом на примерно на 3-4 м.
Гренландия, Западная Антарктида и другие ледники во всем мире могут способствовать 3 метровому подъему, если они растают.
