Ученые Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Германии подвергли сомнению устоявшуюся научную модель, которая позволяет соотнести уровень моря с объемом ледников в прошлом, и решили многолетнюю проблему исчезнувшего льда (англ. missing ice problem) в последнюю ледниковую эпоху. Результаты исследования, опубликованные в ведущем научном журнале Nature Communications, помогут с высокой точностью реконструировать климат в древние эпохи и прогнозировать его в будущем.
При переходе от гляциала (ледниковой эпохи) к межледниковью ледники Гренландии, Северной Америки и Европы начинают уменьшаться. Чем меньше воды хранится в ледниках, тем больше ее содержится в Мировом океане и тем больше уровень моря. Однако до сих пор было неизвестно, как по данным уровня моря реконструировать толщину ледников в то время. Проблемой стало то, что два разных научных подхода, которые использовались для согласования уровня моря на Земле и толщины ледников 20 тысяч лет назад, давали несовместимые результаты.
Один из подходов основан на анализе образцов отложений с морского дна в тропиках. Образцы содержали остатки кораллов, которые обычно обитают в хорошо освещенных водах у поверхности моря. Согласно результатам анализа, 20 тысяч лет назад уровень моря был примерно на 130 метров ниже, чем сегодня. Однако другие модели говорят, что для этого необходимо, чтобы была заморожена дополнительная масса воды, которая вдвое превышает массу Гренландского ледяного щита. Согласно имеющимся данным об объеме ледников, уровень моря должен был быть на самом деле на 102-122 метра ниже.
Согласно результатам нового исследования, уровень моря был на 116 метров ниже, чем сегодня. Ученые провели реконструкцию ледяного покрова за последние 80 тысяч лет, учитывая такие факторы, как крутизна ледникового покрова, направление течения ледников, сопротивление скалистых пород потоку ледника, а также давление ледяной толщи на земную кору. При этом удалось избежать необходимости в дополнительной массе, что решило проблему исчезнувшего льда.
Для оценки массы ледников обычно используется подход, основанный на измерении изотопов кислорода. По теории, легкий изотоп О-16 испаряется, а О-18 остается в воде. Во время ледниковой эпохи объем воды в Мировом океане снижается, а концентрация О-18 увеличивается. Однако результаты немецких ученых демонстрируют, что эта связь может быть намного более сложной, чем предполагалось ранее.