Земля превратилась в ледяной шар: находка, которая рушит привычную картину прошлого

На первый взгляд кажется, что планета, полностью покрытая льдом, должна превратиться в "замерший" мир без перемен. Однако новое исследование показало: даже во время глобального оледенения на Земле могли сохраняться сезоны и климатические колебания. Ученые нашли доказательства, что климатическая система продолжала работать даже в самые холодные эпохи. Об этом сообщает Earth.

Земля-снежок оказалась более динамичной

Так называемая "Земля-снежок" — это экстремальные ледниковые периоды криогенийского времени (примерно 720-635 миллионов лет назад). Тогда ледники могли доходить до низких широт, а океаны почти полностью замерзали. Долгое время ученые считали, что в таких условиях климатическая история словно "останавливается": нет открытой воды, нет активного обмена между океаном и атмосферой, а значит и сезонные изменения невозможны.

Однако исследование Саутгемптонского университета показало, что даже в столь суровой среде климатические ритмы могли продолжаться, пусть и в ограниченном виде.

Камни из Шотландии стали "архивом" древнего климата

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые изучили тонкослоистые осадочные породы с островов Гарвелл у западного побережья Шотландии. Эти слои сформировались во время стюартского оледенения, которое длилось около 57 миллионов лет.

Каждый тонкий слой породы, называемый варвой, представляет собой годовой осадочный цикл. Благодаря этому в камне сохранилась одна из самых длинных непрерывных "годовых записей" климата эпохи глобального похолодания.

Исследователи измерили 2640 слоев формации Порт-Аскайг и смогли восстановить изменения условий окружающей среды по годам.

"В этих породах сохранился весь спектр климатических ритмов, которые мы знаем сегодня: годовые сезонные циклы, солнечные циклы и межгодовые колебания — все они действовали во времена Земли-снежка", — сказал профессор Томас Гернон.

Слои показали смену сезонов

При микроскопическом анализе ученые заметили чередование светлых и темных полос. Светлые слои состояли из более крупных частиц и, вероятно, формировались в теплые периоды таяния. Темные, наоборот, включали мелкие частицы, которые оседали в холодные сезоны.

Такая структура соответствует циклам замерзания и оттаивания. По мнению исследователей, под толстым ледяным покровом могла сохраняться глубокая спокойная вода, а при сезонном таянии плавающий лед высвобождал частицы и осадки.

"Эти камни уникальны. Они действуют как природный регистратор данных, год за годом фиксируя изменения климата в один из самых холодных периодов в истории Земли", — сказала доктор Хлоя Гриффин, ведущий автор исследования.

Влияние солнечных циклов и океанических колебаний

Статистический анализ толщины слоев показал повторяющиеся климатические циклы продолжительностью от нескольких лет до десятилетий и даже столетий. Часть сигналов совпала с известными солнечными ритмами, связанными с активностью солнечных пятен.

Ученые считают, что даже небольшие изменения количества солнечной энергии могли влиять на температуру, степень таяния льда и движение осадков. Некоторые колебания также напоминали процессы в системе океан-атмосфера, похожие на современные явления типа Эль-Ниньо.

Это означает, что климатические изменения продолжались даже под глобальным ледяным покровом.

Океан мог иметь участки открытой воды

Авторы работы протестировали климатические модели при разных сценариях. Если океан полностью замерзает, климатические колебания действительно почти исчезают. Но даже небольшие участки открытой воды в тропиках способны поддерживать активность климатической системы.

"Наши модели показали, что для этого не нужны огромные открытые океаны. Даже небольшие участки открытой воды в тропиках могут способствовать возникновению климатических режимов, подобных тем, что мы наблюдаем сегодня, и генерировать сигналы, зафиксированные в горных породах", — сказал соавтор исследования доктор Минмин Фу.

Открытая вода позволяла океану и атмосфере обмениваться энергией, что запускало колебания температуры и циркуляции.

Земля оставалась холодной, но климат не "умер"

Несмотря на найденные следы активности, исследователи отмечают: в целом Земля-снежок была крайне холодной и стабильной. Климатические всплески могли быть редкими и продолжаться всего несколько тысяч лет на фоне миллионов лет оледенения.

Тем не менее открытие важно, поскольку показывает, что климатическая система планеты способна сохранять динамику даже в экстремальных условиях.

Сравнение: полностью замерзшая Земля и Земля с открытой водой

Если океан был покрыт льдом полностью, сезонные колебания почти исчезали, а климат становился "приглушенным". Если же существовали даже небольшие тропические зоны открытой воды, климат мог сохранять сезонность и ритмы, связанные с солнечной активностью и океаническими процессами.

Такая модель помогает лучше понять, почему даже в условиях экстремального холода система оставалась живой — как это происходило и в другие периоды, когда климат Земли оставался холоднее эпохи динозавров.

Плюсы и минусы новой гипотезы

Преимущество исследования в том, что ученые получили редкую годовую запись климата и нашли признаки цикличности, схожей с современной. Это подтверждает, что даже при почти полном оледенении климатические процессы могли продолжаться.

Минус в том, что такие активные периоды, вероятно, были краткими и могли отражать локальное явление. Для более точной картины нужны дополнительные данные из других регионов.