Море Лаптевых было теплее современного: ученые нашли синхронные климатические изменения в Арктике

Исследование, проведенное специалистами Геологического института РАН совместно с учеными из Германии и США, позволило уточнить, как менялся климат Восточной Арктики на протяжении голоцена — геологической эпохи, начавшейся около 11,5 тыс. лет назад и продолжающейся до настоящего времени.

Ученые изучили донные отложения, извлеченные из двух скважин в северо-восточной части моря Лаптевых, за пределами 75-й параллели. Такие осадки представляют собой своеобразный природный архив: год за годом на морском дне накапливались частицы органического вещества, остатки организмов и минеральные компоненты, сохраняя информацию об изменениях окружающей среды.

Для реконструкции древнего климата исследователи использовали палинологические и микропалеонтологические методы. Анализ пыльцы помог определить, какая растительность существовала на прилегающих территориях, а изучение микроскопических морских организмов позволило восстановить особенности водной среды и изменения в составе морских течений. Возраст отдельных слоев осадков определяли с помощью радиоуглеродного AMS-датирования по изотопу углерода-14.

Результаты работы опубликованы в журнале «Тихоокеанская геология» в статье, посвященной изменениям природной среды Восточной Арктики по данным бурения послеледниковых отложений в северо-восточной части моря Лаптевых.

Потепление, изменившее ландшафт

Одним из главных результатов исследования стало обнаружение тесной связи между изменениями в морской среде и состоянием наземных экосистем. Наиболее выраженный период потепления пришелся на отрезок 9,3–7,7 тыс. лет назад.

В это время продолжалась послеледниковая трансгрессия — постепенное наступление моря на участки суши, связанное с повышением уровня Мирового океана после окончания ледниковой эпохи. Однако важным было не только изменение береговой линии. Климат прибрежных районов оказался заметно теплее современного.

По данным реконструкции, средние июльские температуры могли превышать нынешние показатели примерно на 4–5°C. В природных сообществах это проявлялось особенно заметно: на территориях, которые сегодня заняты преимущественно тундрой, распространялись лесотундровые ландшафты. Граница произрастания древесной растительности смещалась севернее.

Интересный факт: лесотундра является переходной природной зоной между тайгой и тундрой. Даже небольшое изменение температурного режима может существенно повлиять на ее границы, поскольку рост деревьев в высоких широтах ограничивают не только средние температуры, но и продолжительность теплого сезона, состояние почв и наличие вечной мерзлоты.

Следы атлантического тепла

Изменения происходили не только на суше. В тот же период в море Лаптевых стали проникать трансформированные атлантические воды. Их присутствие удалось определить по составу микроскопических организмов, сохранившихся в донных отложениях.

Среди обнаруженных свидетельств были морские диатомовые водоросли, диноцисты североатлантического происхождения и планктонные фораминиферы. Эти организмы чувствительны к характеристикам водной среды, поэтому их остатки помогают ученым определить, какие водные массы присутствовали в регионе в прошлом.

Море Лаптевых играет особую роль в климатической системе Арктики. Через него проходят значительные транзитные потоки воды, а его акватория связана с формированием и перемещением морского льда. Поэтому изменения температуры и циркуляции воды здесь могут влиять на более обширные процессы в Северном Ледовитом океане.

Вторая «оттепель»

Исследователи обнаружили и более поздний период климатических изменений. Он случился уже в историческую эпоху. Примерно 1500 лет назад очередное проникновение трансформированных атлантических вод в северо-восточную часть моря Лаптевых совпало с потеплением и увеличением влажности на прилегающей суше. В этот период происходило развитие тундровых ландшафтов, что свидетельствует о заметной перестройке природной среды.

Таким образом, данные осадочных кернов указывают как минимум на два значительных эпизода потепления в голоцене, когда климат Восточной Арктики становился на несколько градусов теплее современного.

Взаимодействие факторов

Полученные результаты подтверждают, что изменения климата в Арктике нельзя объяснить каким-либо одним фактором. Важную роль играют океанические течения, атмосферная циркуляция, состояние морского льда и перераспределение тепла между различными регионами планеты.

Более ранние исследования также показывали, что в начале голоцена в районе моря Лаптевых была значительно распространена лесотундра, а древесная растительность могла продвигаться намного дальше на север, чем сегодня. При этом современная роль моря Лаптевых как одного из важных районов образования арктического морского льда сформировалась не сразу. В течение голоцена менялась структура водной толщи, что влияло на процессы ледообразования.

Уроки на будущее

Синхронность изменений в морской и наземной природной среде имеет особое значение. Когда потепление одновременно фиксируется по составу морских организмов, характеру водных масс и изменениям растительности на суше, это указывает на действие масштабных климатических процессов планетарного и даже космического (циклы Миланковича) масштаба.

Исследование российских, немецких и американских ученых показывает, что климатическая система Восточной Арктики на протяжении голоцена была динамичной и неоднократно перестраивалась. Периоды потепления сопровождались изменением океанических потоков, продвижением растительности на север и преобразованием природных ландшафтов.

Изучение таких древних климатических сценариев помогает лучше понять, как Арктика реагировала на изменения в прошлом. Эти данные особенно важны сегодня, когда регион вновь переживает быстрые климатические преобразования, а исследователи пытаются определить, какие процессы могут ожидать Арктику в будущем.

О влиянии циклов Миланковича на антарктические течения мы рассказали здесь.