Об одном из самых масштабных похолоданий на Земле

Ученые выяснили причины крупнейшего оледенения в истории Земли, которое произошло 717 млн лет назад. Тогда наша планета начала стремительно покрываться ледяным панцирем и за каких-то 100 тыс. лет оказалась полностью окутана снегом. Геологи и климатологи на протяжении десятилетий пытались найти причины явления, но это им не удавалось сделать. Появились даже версии, что такого оледенения и не было. И вот, совсем недавно, ученые представили версию процесса, который привел к ошеломительному похолоданию, когда поверхность покрылась льдом от полюса до полюса.

 

Примерно в это же время происходили беспрецедентные извержения вулканов, которые опустошили область современной Аляски и Гренландии. Эти извержения широко известны, и понятно, что вулканическая активность производит серьезный эффект на окружающую среду, но связать эти два события ученые не могли. Первоначально они думали, что базальтовые породы после извержения стали причиной большого выделения магния и кальция в атмосферу, где происходило их взаимодействие с углекислым газом, в результате чего последний поднимался на большие высоты, что и приводило к охлаждению планеты.

 

Но если бы это имело место, оледенение происходило бы сотни миллионов лет, что не подтверждается ни одним радиоизотопным исследованием вулканических пород в арктической Канаде. Тогда была составлена компьютерная модель климата, которая при определенных условиях, приводила к сценарию глобального оледенения. Она и позволила разобраться в его причинах.

 

Геологические исследования показали, что вулканические породы в этом регионе проходили через обогащенные серой отложения. Это приводило к выбросу в атмосферу двуокиси серы. Если двуокись серы добирается до верхних слоев атмосферы, то она очень хорошо блокирует солнечный свет. Например, известное извержение 1991 года вулкана Пинатубо на Филиппинах стало причиной выброса 10 миллионов тонн серы, что привело к понижению глобальной температуры почти на 1 градус.

 

Двуокись серы становится особенно эффективной в блокировании солнечного света, если достигает тропопаузы, области между тропосферой и стратосферой. Когда она достигает этой высоты, то соединяется с другими частицами или формирует сульфатные аэрозоли, что увеличивает продолжительность её присутствия в атмосфере почти до года.

 

Высота тропопаузы зависит от климатического фона планеты. На холодных тропопауза расположена ниже. В истории Земли, когда было тепло и тогда же происходили извержения вулканов, не возникало каких-либо похолоданий, потому что планету защищала высокая, теплая тропопауза. В более прохладных условиях тропопауза опускалась, что позволяло двуокиси серы попадать в эту область.

 

Вторая причина похолодания – это определенные благоприятные места, где двуокись серы достигала тропопаузы. Современная арктическая Канада и Гренландия 717 млн лет назад находились около экватора, где солнечный свет наиболее максимально прогревает поверхность, вследствие чего Земля остается теплой. Таким образом, вулканические извержения в этой области становились причиной блокирования максимальных уровней солнечного света.

 

Третья причина – извержения были очень многочисленными и происходили на каждом вулкане более часто. Взяв за основу тот факт, что после Пинатубо охлаждающий эффект продлился 1 год, ученые продемонстрировали, что даже десятилетие вулканической активности в то время способно сформировать огромное количество двуокиси серы и дестабилизировать климат.

 

Далее ситуация развивалась следующим образом. Чем больше появлялось льда, тем сильнее происходило отражение солнечного света от белого снега, следовательно, поверхность практически не прогревалась. Оледенение достигло критической широты и тогда на Земле создались благоприятные условия для замораживания всей поверхности от одного полюса к другому. Тепла тогда не было, а возле экватора климат был как на современной Антарктиде.

 

Понимание того, как происходят изменения климата у нас может существенно облегчить задачу астрономам в их поисках второй Земли. Зная условия перехода климата в другую фазу, можно предполагать такие же изменения в ближайшие периоды на экзопланетах. Подобные исследования дают основания полагать, что быстрая смена климата – норма для всех планет во Вселенной.