В последние годы объемы летнего морского льда в Северном Ледовитом океане уменьшаются. Это может оказывать влияние на «вечную» мерзлоту и высвобождению из нее больших запасов углерода. К такому выводу пришла международная команда ученых из Института земной коры СО РАН, спелеоклуба «Арабика», Геологической службы Израиля, Оксфордского университета и Нортумберлендского университета Великобритании. Исследователи проанализировали данные за полтора миллиона лет, полученные при изучении сталагмитов в пещерах Сибири. Результаты работы опубликованы в журнале Nature.
Пещеры — уникальный регистратор палеоклиматических изменений. Сталагмиты, сталактиты, натечные формы и другие виды спелеотем могут образовываться, когда породы над пещерой находятся в талом состоянии, а вода в жидкой форме свободно циркулирует в почве и горных породах.
— Это исследование объединяет сложные многолетние полевые работы с разработкой в Оксфордском университете новых подходов к изучению сталагмитов. Мы изучили сибирские пещеры Ленская Ледяная и Ботовская, расположенные в разных геокриологических зонах. Сталагмиты в этих пещерах росли в благоприятных условиях, когда были влага и тепло. Сейчас наблюдаемые пещеры в районах сплошного распространения многолетнемерзлых пород безводны и спелеотемы в них не растут. Наличие в этих пещерах древних спелеотем говорит о теплых периодах в прошлом, а четко выраженные перерывы их роста — признак времени формирования многолетней мерзлоты, — рассказывает один из авторов исследования, заместитель директора по научной работе ИЗК СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Александр Матвеевич Кононов.
Образцы сталагмитов были датированы уран-ториевым и уран-свинцовым методами, основанными на естественном распаде изотопов урана, тория и свинца. Этот способ, разработанный в Оксфордском университете, позволил определить периоды таяния многолетнемерзлых сибирских пород за последние полтора миллиона лет.
— Сталагмиты Ленской Ледяной пещеры (Якутия) наиболее древние. Их рост периодически прерывался во временном промежутке от 1 500 000 до 400 000 лет. Южные пещеры имеют спелеотемы с периодами роста вплоть до настоящего времени. Исследования показали, что в районе Ленской Ледяной пещеры на рубеже 400 тыс. лет сформировалась толща многолетнемерзлых пород и оставалась стабильной до настоящего времени, несмотря на более теплые периоды. Это стало возможным благодаря формированию многолетнего морского льда в Арктике, повлекшему за собой изменение климата и охлаждение недр Сибири, — объясняет Александр Кононов.
Многолетняя мерзлота распространена на четверти Северного полушария и хранит в себе большие объемы углерода. Современные научные исследования пока не могут с большой точностью прогнозировать скорость таяния многолетнемерзлых пород, как и оценить объем углерода, который может высвободиться в атмосферу, если они растают. Сокращение объемов многолетнего арктического льда, которое происходит сегодня, может существенно изменить климатические процессы. В свою очередь, это еще больше ускорит таяние многолетнемерзлых пород, за которым в настоящее время ученые наблюдают инструментально.
Александр Кононов, Вера Велякина. Фото А.В. Осинцева.