|
Соль еще больше сковала Замерзшую Землю
|
|
|
|
Примерно 720-635 миллионов лет назад наша планета пережила одно из самых драматичных климатических изменений за всю свою долгую историю. В период, который геологи называют "Земля снежного кома", ледяные щиты расползлись от полюсов до тропиков, покрыв океаны и континенты почти глобальным замерзанием.
|
|
|
|
Свидетельством такого экстремального климата являются скальные образования по всему миру, которые несут на себе следы древних ледников в низких широтах — признаки того, что поверхность Земли была покрыта льдом намного больше, чем мы видим в современных полярных регионах.
|
|
|
|
Ученые долгое время изучали, как процесс обратной связи, известный как ледяное альбедо, помогает зафиксировать и усилить этот глубокий холод. Альбедо - это показатель того, сколько солнечного света отражает поверхность; снег и лед яркие и отражают большую часть солнечной энергии обратно в космос, еще больше охлаждая планету по мере того, как ее больше распространяется по поверхности.
|
|
|
|
Но новое исследование, опубликованное в журнале Climate of the Past, раскрывает еще одну упущенную из виду обратную связь: как соль, выделяющаяся из морского льда, могла сыграть роль в усилении ледяного покрова Земли на самых ранних этапах глобального оледенения, когда планета переходила из более теплого климата в полностью замороженное состояние.
|
|
|
|
|
|
|
Влияние соли на климат
|
|
|
|
Когда сегодня в полярных регионах образуется морской лед, он не замерзает в виде чистой воды. Океанская вода содержит соль, и по мере образования льда большая часть соли выдавливается из ледяного покрова. Часть этой соли остается в соляных отложениях, и в очень холодных и сухих условиях она может кристаллизоваться и выпадать в осадок из оставшегося льда.
|
|
|
|
Авторы предполагают, что на Земле, покрытой Снежным комом, этот процесс мог быть широко распространен на обширных пространствах открытого морского льда, подверженного атмосферному воздействию.
|
|
|
|
Когда лед сублимируется, превращаясь непосредственно из твердого вещества в водяной пар без таяния, соль, которая была заключена в его структуре, должна была остаться на поверхности в виде ярких белых кристаллов соли. В климате, где и без того преобладает высокая отражательная способность, эта соленая кора могла бы еще больше повысить отражательную способность планеты. С точки зрения науки о климате, это еще одна положительная обратная связь: больше отраженного солнечного света означает меньшее потепление, а значит, еще больше льда (и в данном случае соли) скапливается на замерзшей оболочке Земли.
|
|
|
|
Чтобы выяснить, насколько значительным мог быть этот эффект, исследователи из UiT — Арктического университета Норвегии - построили простую климатическую модель, которая включала в себя обратную связь между солью и альбедо.
|
|
|
|
В их моделировании, как только процесс начался, это помогло усилить тенденцию к похолоданию, которая уже наблюдалась на ранних стадиях явления Снежного кома на Земле. Это наводит на мысль, что солевые осадки могли действовать как педаль акселератора, погружая мир в ледяное состояние глубже, чем это могло бы произойти при одних только процессах изменения альбедо льда.
|
|
|
|
Кроме того, в модели, как только активируется обратная связь по соли, возвращение к более теплому климату потребует значительно большего потепления, чем при моделировании без соли, что позволяет предположить, что этот процесс мог бы сделать замороженное состояние более устойчивым к таянию.
|
|
|
|
Почему соль имеет значение в климатических моделях
|
|
|
|
Соленость океана влияет на плотность воды, циркуляцию и то, как тепло перемещается по морям, и все это отражается на глобальной климатической системе. Предыдущие исследования даже показали, что различия в солености могут влиять на то, насколько легко планета переходит в состояние снежного кома или выходит из него.
|
|
|
|
Лабораторные и полевые исследования показали, что соленый лед может иметь очень высокое альбедо по сравнению с обычным льдом или снегом, но эти эффекты не были широко учтены в глобальных климатических моделях, особенно в тех, которые используются для изучения глубокого прошлого Земли.
|
|
|
|
С практической точки зрения это означает, что многие модели Snowball Earth, возможно, недооценивали то, насколько отражающей могла стать поверхность планеты, когда лед начал терять свои соленые остатки. Новые результаты предполагают, что этот упущенный из виду процесс может помочь объяснить, почему Земля вообще погрузилась в такую глубокую и длительную заморозку и насколько чувствительным может быть климат планеты к кажущимся незначительными физическим процессам, происходящим на поверхности.
|
|
|
|
Однако исследователи подчеркивают, что это первоначальное исследование на основе моделирования. Остается неясным, могли ли образоваться и сохраниться на Снежной Земле крупные и долговременные отложения соли на поверхности, и необходимы более подробные климатические модели, чтобы проверить, насколько сильной была бы обратная связь, если учесть такие процессы, как динамика облаков, ветра и льда.
|
|
|
|
Общая картина глубоких заморозков
|
|
|
|
События на Земле Снежного кома, хотя и были экстремальными, не были единичными курьезами. Считается, что они происходили неоднократно в неопротерозойскую эру (приблизительно 1000-538 миллионов лет назад), время резких климатических колебаний, которые, возможно, также повлияли на эволюцию ранней жизни. Понимание точной механики этих событий помогает ученым понять, как ведет себя климатическая система Земли в условиях, значительно отличающихся от сегодняшних.
|
|
|
|
Обратная связь между солевым и альбедо не заменяет классическую обратную связь между ледяным и альбедо, которую давно изучают климатологи. Скорее, она добавляет еще один уровень к сложному взаимодействию процессов, которые могут привести планету к глобальному оледенению (или выйти из него). По мере того как разработчики моделей будут совершенствовать свои инструменты и включать более подробную физику, мы можем обнаружить, что древнее замерзание Земли было еще более сложным, чем ранее показывали горные породы и моделирование.
|
|
|
|
Источник
|
