Международная группа ученых из Тасмании, Великобритании, Нидерландов и Норвегии раскрыла причину глобального похолодания 34 миллиона лет назад, которое привело к появлению толстого ледникового щита в Антарктиде. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, главную роль в этом процессе играло не только снижение концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, но и тектонические изменения, повлиявшие на циркуляцию морской воды в Южном океане.
Традиционно считается, что смена жарких парниковых условий на холодный климат в раннем кайнозое (от 52 до 34 миллионов лет назад) произошла из-за критического снижения углекислого газа в атмосфере. Эти фундаментальные изменения, определившие состояние современного климата Земли и известные как эоцен-олигоценовый переход (EOT), привели к снижению средней температуры поверхности всей планеты, расширению континентальных ледников в Антарктиде и возникновению изолированной экосистемы антарктического морского льда.
Однако ученые спорят, какую роль в EOT могло сыграть опускание морского дна, благодаря чему в Южном океане открылись пролив Дрейка, находящийся между Антарктидой и Южной Америкой, и Тасманийский проход — морские воды между Австралией и Антарктидой. Из-за этого возникло циркумполярное антарктическое течение, огибающее Антарктиду и проходящее через все меридианы. Это течение могло действовать как термический изолятор и препятствовать нагреванию Антарктики. Однако современные океанические модели не подтверждают, что перенос тепла к берегам Антарктиды вообще происходил; следовательно, течение вроде никак не должно было влиять на похолодание Южного полюса.
В новой работе исследователи разработали модель океана с более высоким разрешением, чем предыдущие модели, которая точно воспроизвела рельеф дна в древности, и продемонстрировали, что тектоника действительно сыграла важную роль в реорганизации переноса тепла в Южном океане. Если хотя бы один морской проход (Тасманийский или пролив Дрейка) имел глубину менее 300 метров, морские круговороты переносили бы теплые воды к берегам Антарктиды. Когда дно опустилось глубже 300 метров, круговороты резко ослабели, что вызвало похолодание поверхностных вод на 2-5 градусов Цельсия.
Ученые отмечают, что падение уровня углекислого газа, вероятно, было решающим фактором роста ледяного покрова Антарктиды. Тем не менее тектонические процессы также влияли на климат Южного океана и могли установить пороговые значения концентрации CO2, ниже которых происходило оледенение континента. Таким образом, тектонику необходимо принимать во внимание в будущих исследованиях климатической чувствительности к парниковым газам, заключают авторы работы.