Учёные из Инсбрукского университета (Австрия) обнаружили в пещере на севере Гренландии уникальные свидетельства древнего потепления, которые стали настоящим климатическим архивом Земли. Отложения кальцита, найденные в пещере Коув-Кейв, сформировались миллионы лет назад, когда регион был свободен ото льда и по скалам текли ручьи. Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, помогает понять, насколько чувствительно Арктическое побережье реагирует на глобальные изменения климата.
На севере Гренландии, в труднодоступном районе, учёные нашли минеральные отложения кальцита, образовавшиеся в условиях, когда температура воздуха была значительно выше современной. Эти минералы стали "капсулами времени", сохранившими химические сигналы о древней температуре и влажности.
"Отложения кальцита в пещере Коув-Кейв сформировались в эпоху, когда в этом регионе не было вечной мерзлоты, а по скалам текла вода", — отмечают авторы исследования.
Находка стала редчайшим примером наземного источника данных о древнем климате в Арктике. До сих пор большинство сведений о прошлых потеплениях учёные получали из морских осадков или ледяных кернов.
| Параметр | Современная Гренландия | Гренландия в позднем миоцене |
| Средняя температура | около -14 °C | +0 °C и выше |
| Наличие вечной мерзлоты | постоянная | отсутствовала |
| Рельеф | ледяные покровы | зелёные долины, ручьи |
| Концентрация CO₂ | ~420 ppm (сегодня) | ~310 ppm |
Возраст находок определён как поздний миоцен - примерно 11-5 миллионов лет назад. В этот период континенты уже имели современные очертания, но климат был значительно теплее.
"Даже при концентрации CO₂ около 310 ppm, сопоставимой с прогнозами на ближайшие десятилетия, север Гренландии был на 14 °C теплее, чем сегодня", — говорится в работе.
Учёные установили, что в это время в регионе исчезала вечная мерзлота, а на её месте появлялись ручьи, озёра и зелёные растительные покровы. Однако климат оставался неустойчивым: за теплыми фазами следовали резкие похолодания, формировались небольшие ледники.
| Период | Средняя температура | Климатические особенности |
| Тёплая фаза миоцена | до +5 °C летом | отсутствие льда, активное испарение |
| Холодная фаза | -5 °C и ниже | формирование первых ледников |
| Разница между фазами | до 10 °C | высокая климатическая пульсация |
Эти колебания показали, что Арктика чрезвычайно чувствительна к малейшим изменениям температуры и состава атмосферы.
Кальцитовые отложения в пещере Коув-Кейв образовывались из просачивающихся через породы вод, насыщенных минеральными солями. Их химический состав хранит точные сведения о климатических условиях — температуре, влажности и концентрации углекислого газа.
Исследователи использовали изотопный анализ кислорода и углерода, чтобы определить, при каких температурах происходило осаждение минералов. Данные показали, что в эпоху миоцена регион был влажным и относительно тёплым, а климатические условия менялись циклично.
| Методы анализа | Что определяли |
| Изотоп кислорода (¹⁸O/¹⁶O) | температуру воздуха |
| Изотоп углерода (¹³C/¹²C) | уровень растительности и испарения |
| Уран-ториевое датирование | возраст отложений |
| Спелеологический анализ | скорость формирования кальцита |
До сих пор учёные считали, что север Гренландии оставался подо льдом на протяжении миллионов лет. Новые данные показали обратное: даже при умеренных уровнях CO₂ Арктика теряла значительную часть ледового покрова.
"Наши данные подтверждают: ледяная шапка Гренландии крайне чувствительна к незначительным изменениям температуры и концентрации углекислого газа", — подчеркнули исследователи.
Эта информация помогает лучше прогнозировать последствия современного глобального потепления. Если в миоцене при 310 ppm CO₂ лёд уже исчезал, то нынешние 420 ppm могут привести к ускоренному таянию Гренландского ледового щита.
| Концентрация CO₂ | Состояние Арктики | Возможный аналог |
| 310 ppm (миоцен) | частичное таяние льда | прошлое Земли |
| 420 ppm (сейчас) | активное сокращение ледников | настоящее |
| 500+ ppm (прогноз) | утрата стабильного ледового покрова | ближайшее будущее |
До сих пор климатические данные по миоцену в этом регионе основывались на морских отложениях. Новая находка стала первым наземным подтверждением этих сведений. Показатели из пещеры Коув-Кейв совпали с данными по донным осадкам Арктического океана, что усилило доверие к глобальным моделям реконструкции древнего климата.
"Наземные и морские данные удивительно совпали, подтверждая, что Арктика теряла лед даже при умеренных концентрациях CO₂", — говорится в статье Nature Geoscience.
Учёные предупреждают: если тенденция роста углекислого газа сохранится, Арктика может повторить сценарий позднего миоцена, когда Гренландия полностью лишилась вечной мерзлоты. Это приведёт к ускоренному повышению уровня Мирового океана и изменению климатических систем планеты.
| Возможные последствия | Комментарий |
| Ускоренное таяние ледников | рост уровня моря на десятки сантиметров |
| Освобождение метана из вечной мерзлоты | усиление парникового эффекта |
| Изменение течений и атмосферных потоков | рост числа экстремальных погодных явлений |
| Сдвиг экосистем | исчезновение арктической флоры и фауны |
Пещерные отложения давно используются как климатические индикаторы. Аналогичные "климатические архивы" найдены в Китае, Иране и Южной Америке, но на территории Гренландии подобное открытие сделано впервые. Оно даёт возможность восстановить наземную историю Арктики за миллионы лет, что особенно важно для уточнения моделей изменения климата.
Отложения в Коув-Кейв сохранились благодаря вечной мерзлоте, которая "законсервировала" их после повторного похолодания.
Во время миоцена уровень моря был на 10-15 метров выше современного.
Анализ кальцита подтвердил, что за последние 11 млн лет Арктика проходила через десятки циклов потепления и оледенения.
Почему находка важна для науки?
Она впервые показала, что даже при умеренных концентрациях CO₂ ледяной покров Гренландии исчезал, а регион был зелёным и влажным.
Что означают результаты для современного климата?
Современное повышение CO₂ может привести к повторению миоценового сценария — таянию льдов и росту уровня океана.
Какие методы использовались для датировки?
Изотопный анализ и уран-ториевое датирование позволили точно установить возраст и температурные условия образования кальцита.