Под микроскопом крошечное удлиненное семя мака, маленькие рыжевато-коричневые мегаспоры колоскового мха и сферы черного почвенного гриба, обнаруженные в почве, извлеченной из-под 2 миль льда Гренландии. Кредит: Halley Mastro/University of Vermont, CC BY-ND
Когда мы впервые сфокусировали наш микроскоп на образце почвы, в поле зрения попали кусочки органического материала: крошечное маковое семя, сложный глаз насекомого, сломанные веточки ивы и споры колоскового мха. Темноокрашенные сферы, произведенные почвенными грибами, доминировали в нашем поле зрения.
Это были, без сомнения, остатки экосистемы арктической тундры — и доказательство того, что весь ледяной покров Гренландии исчез позже, чем люди думают.
Эти крошечные намеки на прошлую жизнь пришли из самого неожиданного места — из горстки почвы, которая была погребена под 2 милями льда под вершиной ледяного щита Гренландии. Прогнозы будущего таяния ледяного щита однозначны: когда лед исчезнет на вершине, по крайней мере 90% льда Гренландии растает.
Результаты модели ледяного щита показывают, какая часть ледяного щита Гренландии сохранится, когда лед исчезнет, по данным с мест бурения ледяных кернов Camp Century (белая точка), GISP2 (красная точка) и DYE-3 (черная точка). Кредит: Изменено из Schaefer et al., 2016, Nature
В 1993 году бурильщики на вершине завершили ледяной керн проекта 2 Гренландского ледяного щита, или GISP2, прозванный двухмильной машиной времени. Семена, веточки и споры, которые мы нашли, были взяты из нескольких дюймов почвы на дне этого керна — почвы, которая была спрятана сухой, нетронутой в течение трех десятилетий в хранилище без окон в Колорадо.
Наш новый анализ основан на работе других ученых, которые за последнее десятилетие пошатнули веру в то, что ледниковый щит Гренландии существовал постоянно, по крайней мере, 2,6 миллиона лет назад, когда начались ледниковые периоды плейстоцена. В 2016 году ученые, измерявшие редкие изотопы в горных породах сверху и снизу образца почвы GISP2, использовали модели и предположили, что лед исчезал хотя бы один раз за последние 1,1 миллиона лет.
Теперь, обнаружив хорошо сохранившиеся останки тундры, мы подтвердили, что ледяной покров Гренландии действительно таял раньше и обнажал землю под вершиной достаточно долго, чтобы образовалась почва и там выросла тундра. Это говорит нам о том, что ледяной покров хрупок и может снова растаять.
Замороженные остатки растений позволяют предположить, что центр Гренландии, вероятно, когда-то выглядел как эта сухая каменистая тундра, сфотографированная на северо-западе Гренландии. Кредит: Пол Бирман/Университет Вермонта, CC BY-ND
Пейзаж с арктическими маками и колосковыми мхами
Невооруженным глазом крошечные частички прошлой жизни ничем не примечательны — темные пятнышки, плавающие между блестящими зернами ила и песка. Но под микроскопом история, которую они рассказывают, поразительна. Вместе семена, мегаспоры и части насекомых рисуют картину холодной, сухой и каменистой среды, которая существовала когда-то в прошлом миллионе лет.
Над землей среди камней росли арктические маки. На каждом стебле этой маленькой, но цепкой травы был один чашевидный цветок, который следовал за солнцем по небу, чтобы максимально использовать свет каждого дня.
Крошечные насекомые жужжали над ковриками крошечного каменного мха, ползая по гравийной поверхности и летом разнося споры.
В каменистой почве находились темные сферы, называемые склероциями, которые производятся грибами, которые объединяются с корнями растений в почве, чтобы помочь им обоим получить необходимые питательные вещества. Неподалеку кусты ивы приспособились к жизни в суровой тундре благодаря своему небольшому размеру и пушистым волоскам, покрывающим их стебли.
Каждое из этих живых существ оставило подсказки в этой горстке почвы — доказательства, которые рассказали нам, что лед Гренландии когда-то был заменен выносливой экосистемой тундры.
Лед Гренландии хрупок
Наши открытия, опубликованные 5 августа 2024 года в Трудах Национальной академии наук, показывают, что лед Гренландии уязвим для таяния при концентрациях углекислого газа в атмосфере ниже, чем сегодня. Опасения по поводу этой уязвимости побуждали ученых изучать ледяной щит с 1950-х годов.
В 1960-х годах команда инженеров извлекла первый в мире глубокий ледяной керн в Кэмп-Сенчури, армейской базе с ядерной установкой, построенной в ледяном покрове более чем в 100 милях от северо-западного побережья Гренландии. Они изучали лед, но им не пригодились куски камня и почвы, поднятые со дна керна. Они хранились, а затем были потеряны до 2019 года, когда их вновь обнаружили в лабораторной морозильной камере. Наша команда была среди учёных, призванных для их анализа.
В почве Кэмп Сенчури мы также обнаружили останки растений и насекомых, замороженные подо льдом. Используя редкие изотопы и методы люминесценции, мы смогли датировать их периодом около 400 000 лет назад, когда температуры были похожи на сегодняшние.
Другой ледяной керн, DYE-3 с юга Гренландии, содержал ДНК, показывающую, что еловые леса покрывали эту часть острова в какой-то момент за последний миллион лет.
Биологические доказательства убедительно доказывают хрупкость ледяного покрова Гренландии. В совокупности результаты трех ледяных кернов могут означать только одно: за исключением нескольких горных районов на востоке, лед должен был растаять на всем острове за последний миллион лет.
Потеря ледяного покрова
Когда лед Гренландии исчезает, меняется география мира — и это проблема для человечества.
По мере таяния ледяного покрова уровень моря в конечном итоге поднимется более чем на 23 фута, а прибрежные города будут затоплены. Большая часть Майами окажется под водой, как и большая часть Бостона, Нью-Йорка, Мумбаи и Джакарты.
Сегодня уровень моря повышается более чем на дюйм каждое десятилетие, а в некоторых местах — в несколько раз быстрее. К 2100 году, когда сегодняшние дети станут бабушками и дедушками, уровень моря по всему миру, вероятно, будет на несколько футов выше.
Использование прошлого для понимания будущего
Быстрая потеря льда меняет Арктику. Данные о прошлых экосистемах, которые мы собрали подо льдом Гренландии, помогают ученым понять, как будет меняться экология Арктики по мере потепления климата.
Когда температура повышается, яркий белый снег тает, а лед сжимается, обнажая темные камни и почва, впитывающие солнечное тепло. Арктика с каждым годом становится зеленее, тает вечная мерзлота и выделяется больше углерода, что приведет к дальнейшему нагреванию планеты.
Изменение климата, вызванное деятельностью человека, приближается к тому, что Арктика и Гренландия нагреются выше температуры, которую они испытали. на протяжении миллионов лет. Исследования показывают, что чтобы спасти лед Гренландии, миру необходимо остановить выбросы парниковых газов из энергетических систем и снизить уровень углекислого газа в атмосфере.
Понимание условий окружающей среды, которые спровоцировали последнее исчезновение ледникового покрова, и того, как жизнь в Гренландии отреагировала, будет иметь решающее значение для оценки будущих рисков, с которыми сталкиваются ледниковый щит и прибрежные сообщества по всему миру.
Информация журнала: Материалы Национальная академия наук, Природа
Предоставлено The Conversation
