У масштабному переосмисленні минулого Землі нове дослідження показало, що середній глобальний рівень моря різко змінювався протягом усього останнього льодовикового періоду — а не лише наприкінці. Робота охоплює 4,5 мільйона років у минуле й змінює уявлення вчених про поведінку льодовикових щитів і кліматичні ритми. У певні періоди цього запису океани піднімалися приблизно на 20 метрів вище сучасного рівня, тоді як пізніші спади досягали глибин, що дорівнюють найнижчим точкам останнього льодовикового максимуму. Нове бачення рівнів моря під час льодовикового періоду Пітер Кларк з Орегонського державного університету (OSU) разом із колегами реконструював минулий середній глобальний рівень моря — середню висоту поверхні океану по всьому світу. Команда дійшла висновку, що великі льодовикові щити багаторазово розросталися й скорочувалися протягом значної частини плейстоцену, тобто великі коливання рівня моря відбувалися задовго до фінальної фази Льодовикової епохи. «Це справжня зміна парадигми у розумінні історії льодовикового періоду», — зазначив Кларк. Він підкреслив, що попередні моделі недооцінювали динамічність льодовиків Землі, не враховуючи повторювані підйоми та спади давніх морів задовго до останнього максимуму. Мушлі розповідають історію океану Щоб досягти таких результатів, учені використали бентосних форамініфер — мікроскопічних морських організмів, чиї мушлі зберігають сигнали минулих умов океану. Їхній кисневий ізотопний склад показує як температуру води, так і об’єм льоду на суші. Дослідники розділили вплив температури та об’єму льоду, використавши нову глобальну температурну реконструкцію 2024 року. Це дозволило перевести ізотопні дані без застарілих припущень у коливання рівня моря. Вони порівняли свою криву з давно відомими базами ізотопних записів морського дна, зокрема з LR04 — класичним орієнтиром для вивчення циклів льодовикових періодів. Цей запис показує 41-тисячолітні ритми на ранніх етапах і 100-тисячолітні на пізніх, але об’єднує температуру та лід в одне ціле. Новий підхід уникає помилкової конверсії, яка не враховує, як тепліший клімат змінює ізотопну «вагу» льоду. Дослідження показало, що ранні цикли вже були такими ж масштабними, як і пізніші, з погляду об’єму льоду й рівня моря. Перелом у кліматичних циклах Так званий середньоплейстоценовий перехід (MPT) — період між 1,2 і 0,62 млн років тому — позначає зміну з 41-тисячолітніх циклів на 100-тисячолітні. Раніше вважалося, що цей перехід стався через поступове нарощування обсягів льоду, які досягли максимуму лише наприкінці. Аналіз Кларка показує іншу картину: великі льодовикові щити існували задовго до MPT, отже, змінився не розмір льоду, а «ритм» кліматичного годинника. Ймовірним чинником є коливання нахилу земної осі — зміна кута між віссю обертання Землі та площиною орбіти, що відбувається з періодом близько 41 тисячі років. Дослідження також припускає, що під час MPT зміни в вуглецевому циклі Південного океану посилювали 100-тисячолітні коливання рівня CO₂ в атмосфері, що, у свою чергу, впливало на температуру та стабільність льодовиків. Хронологія рівнів моря Між 4,5 і 3 мільйонами років тому океани часто піднімалися на 20 метрів вище сучасного рівня — це означає, що Антарктида та Ґренландія тоді були меншими. Після 4 млн років тому почали з’являтися часті спади нижче сучасного рівня моря, коли північні льодовики розширювалися. Приблизно 2,5 млн років тому рівень моря падав на 130 метрів нижче теперішнього — як під час останнього льодовикового максимуму. Це свідчить, що льодовикові щити вже тоді досягали гігантських розмірів. Ключова межа простежується на рівні падіння близько 79 метрів нижче сучасного моря. Коли рівень опускався нижче цього порогу, льодовики ставали нестабільними під час наступного збільшення нахилу земної осі, що запускало масштабне танення. Модельні тести показують, що висота льодовиків також має значення — вищі поверхні залишаються холоднішими, тому можуть довше зберігати масу. Чому це важливо Якщо великі й чутливі льодовики існували протягом усього плейстоцену, то кліматична система Землі містить потужні внутрішні зворотні зв’язки. Вони можуть швидко перемикати льодовики між наростанням і таненням при перетині певних порогів. Ідея про те, що процеси в Південному океані регулювали рівень CO₂ під час MPT, узгоджується з даними найглибших антарктичних крижаних кернів. Високоточні записи CO₂ за останні 800 тисяч років демонструють повторювані 100-тисячолітні цикли. Новітня історія рівнів моря допомагає зрозуміти, як швидко можуть підніматися чи опускатися океани, коли льодовики перебудовуються. Це важливо, оскільки сучасне зростання рівня моря, хоч і спричинене людьми, також відбувається на тлі подібних механізмів нестійкості. «Наявність великих льодовикових щитів протягом усього цього часу означає, що їхнє формування й танення зумовлювалися переважно внутрішніми кліматичними зворотними зв’язками, а не зовнішніми факторами», — зазначив Кларк. Подальші кроки Розширення прямих записів CO₂ за межі 800 тисяч років допоможе перевірити зв’язок між Південним океаном і змінами вуглецевого циклу протягом усього MPT. Нові бурові програми спрямовані на отримання старіших зразків льоду, які покажуть, як «дихала» атмосфера до цього періоду. Покращення реконструкцій минулого рівня моря уточнить моделі, що описують фізику льодовиків, тепловий баланс океану та кліматичні зворотні зв’язки між хмарами, вітрами та снігом. І нарешті, відкриття того, що великі льодовики з’явилися набагато раніше, означає, що давні берегові лінії Землі часто змінювалися. Геологічні свідчення з різних континентів можна тепер звірити з оновленою кривою, щоб виявити розбіжності й удосконалити обидві бази даних. Дослідження опубліковане в журналі Science.