Подо льдом Антарктиды обнаружены останки тропического леса возрастом 90 миллионов лет. В настоящее время, при более высоких температурах тают ледники, а талая вода позволяет семенам начать прорастать. Антарктида находится в тисках одного из самых быстрых изменений климата в мире. Ее тающий лед может способствовать повышению уровня моря на 5 метров. Там, где лед исчезает, он оставляет после себя бесплодную землю. К концу этого столетия из-подо льда может появиться земля, равная по площади небольшой стране. Ледник Туэйтса в Антарктиде получил свое прозвище «Ледник Судного дня» за его потенциал затопления береговых линий по всему миру в случае его обрушения.
На Антарктиде обнаружена новая растительность. Ученые нашли на континенте 45 квадратных километров зеленых зон.
Ученые из Университета Эдинбурга провели исследование, результаты которого стали неожиданными даже для ученых. Изучая спутниковые данные они обнаружили 45 квадратных километров зеленых зон, покрывающих Антарктиду. По результатам исследования специалисты составили карту растительности континента.
Оказалось, что 80% растительности покрывает Антарктический полуостров и близлежащие острова.
– Хотя это лишь 0,12 % от совокупной площади Антарктиды, карта представляет ценные данные о распределении флоры в труднодоступных местах, – пишет портал Gismeteo.
Одна из участниц исследования, Шарлотта Уолшоу, напомнила, что изменения климата играют в распространении растительности огромную роль. Все начинается с появления на голой земле водорослей и цианнобактерий. Они создают среду, благоприятную для образования мхов и лишайников. Далее, в условиях повышенной температуры развиваются антарктические травы и мшанки.
Особую настороженность у ученых вызвал факт вторжения в Антарктиду сотни новых видов флоры, среди которых оказалась даже газонная трава. Таким образом очевидно, что потепление на континенте приводит к его захвату не характерной для этой территории растительностью. Одновременно с повсеместным таянием ледников это говорит о серьезных изменениях, которым подвергается Антарктида.
Представлена первая карта зеленых насаждений Антарктиды.
Маленькое семя застряло между рыхлым гравием и крупным песком. Вокруг него нет ничего живого. Все, что оно видит, — это стена льда, уходящая в небо на 20 метров. Здесь холодно. Выжить здесь трудно. Зимой темно даже днем. Летом солнце запекает землю, делая ее твердой и сухой в течение 24 часов. Семя оставили здесь несколько лет назад туристы, приехавшие посмотреть на чудеса последнего оставшегося на планете Земля уголка дикой природы: Антарктиды.
Новые земли в Антарктиде заселяются пионерными организмами. Первыми появляются водоросли и цианобактерии — крошечные организмы, достаточно маленькие, чтобы поместиться между песчинками. Здесь, защищенные от палящих солнечных лучей, водоросли живут и умирают и, как обычно, медленно склеивают песчинки вместе, чтобы создать поверхность для роста других организмов.
Далее следуют лишайники и мхи. Они всего несколько сантиметров в высоту, но по сравнению с другими формами жизни на берегах Антарктиды выглядят гигантами. Как только лишайники и мхи обустраивают себе дом, могут появиться еще более крупные организмы, и в конечном итоге растения приживаются. Их семена, если их засунуть в мягкую и влажную моховую подушку, размножаются и растут.
Растительность Антарктиды в основном состоит из лишайников и мхов. Они приспособились выживать в суровых условиях ледяного континента. Ruben Earth
Только два вида растений являются родными для Антарктиды. Оба распространяют свои семена ветром. Это делает их независимыми от животных и насекомых, которым не нужно переносить пыльцу или семена на другой цветок или свежий участок почвы. Ветер просто сдувает их туда. Все, что нужно этим растениям, — это кусочек мха или лишайника, чтобы за него удержаться, чтобы их не унесло в холодную пустыню снега и льда.
Но эта естественная последовательность появления растений была нарушена, поскольку климат изменился и условия стали более пригодными для жизни. Более 100 видов растений уже вторглись в Антарктиду. Новички чувствуют себя хорошо. Например, быстрорастущий оппортунист Poa annua, обычная газонная трава, быстро распространился по субантарктическим островам от Южной Георгии до острова Ливингстон и теперь движется на юг к Антарктическому полуострову.
Исследователи задаются вопросом, насколько велик потенциал для новых видов растений, чтобы процветать в почвах Антарктиды. Как будет выглядеть Антарктида через 100 лет? Может ли она быть зеленой, как тундровые ландшафты, которые мы знаем по Арктике?
Генрик Садура
Ученые обнаружили 44,2 км² растительности в целом, в основном на Антарктическом полуострове и соседних прибрежных островах. Эта площадь растительности составляет всего 0,12% от общей площади Антарктиды, свободной ото льда, что подчеркивает, что Антарктида остается замерзшим континентом, где доминируют снег и лед.
Нетронутая окружающая среда Антарктиды заслуживает защиты ради ее собственного блага, но она также служит человечеству. Климат и погодные условия во всем мире определяются огромными ледяными массивами на Антарктическом континенте. Их исчезновение изменило бы нашу планету до неузнаваемости.
Шарлотта Уолшоу из Эдинбургского университета была ведущим ученым недавнего исследования по картированию растительности в Антарктиде. Она отмечает, что эти новые карты предоставляют ключевую информацию в масштабе, который невозможно было получить в прошлом. «Мы можем использовать эти карты, чтобы очень внимательно следить за любыми крупномасштабными изменениями в моделях распределения растительности».
Растительность Антарктиды сталкивается с самыми суровыми условиями жизни на планете. Только самые выносливые организмы могут процветать там, и мы пока не знаем, что их ждет в будущем с изменением климата. Теперь, когда мы знаем, где искать эти растения, мы можем предоставить более точные меры по сохранению, чтобы защитить их будущее.
В Западной Антарктиде недавно были обнаружены ископаемые следы древнего тропического леса. Согласно новому исследованию, около 90 миллионов лет назад на территории Западной Антарктиды произрастал процветающий умеренный тропический лес. Об этом свидетельствуют недавно обнаруженные там ископаемые корни, пыльца и споры. Исследование было опубликовано 1 апреля в журнале Nature.
Мир тогда был другим. В середине мелового периода (145–65 миллионов лет назад) по Земле бродили динозавры, а уровень моря был на 558 футов (170 метров) выше, чем сегодня. Температура морской поверхности в тропиках достигала 95 градусов по Фаренгейту (35 градусов по Цельсию).
По словам исследователей, этот знойный климат позволил тропическим лесам, похожим на те, что сегодня можно увидеть в Новой Зеландии, укорениться в Антарктиде.
Остатки тропического леса были обнаружены подо льдом в осадочном керне, который группа международных исследователей собрала со дна моря около ледника Пайн-Айленд в Западной Антарктиде в 2017 году.
Как только команда увидела керн, они поняли, что это что-то необычное. Слой, который образовался около 90 миллионов лет назад, был другого цвета. «Он явно отличался от слоев над ним», — сказал в своем заявлении руководитель исследования Иоганн Клагес, геолог из Центра полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера имени Гельмгольца в Бремерхафене, Германия.
Вернувшись в лабораторию, команда поместила керн в сканер КТ (компьютерной томографии). Полученное цифровое изображение показало густую сеть корней по всему слою почвы. В грязи также были обнаружены древняя пыльца, споры и остатки цветковых растений мелового периода.
Оператор на судне «Polarstern» управляет системой бурения морского дна MeBo с помощью дистанционной технологии. JP Klages/AWI
Анализируя пыльцу и споры, соавтор исследования Ульрих Зальцманн, палеоэколог из Нортумбрийского университета в Англии, смог реконструировать растительность и климат Западной Антарктиды возрастом 90 миллионов лет. «Многочисленные остатки растений указывают на то, что побережье Западной Антарктиды в то время было густым умеренным, болотистым лесом, похожим на леса, которые можно найти в Новой Зеландии сегодня», — сказал Зальцманн в своем заявлении.
Керн осадка показал, что в середине мелового периода в Западной Антарктиде был мягкий климат со среднегодовой температурой воздуха около 54 F (12 C), что похоже на температуру в Сиэтле. Летние температуры были теплее, в среднем 66 F (19 C). В реках и болотах вода могла достигать 68 F (20 C).
Кроме того, исследователи обнаружили, что количество осадков в то время было сопоставимо с количеством осадков в Уэльсе (Англия) сегодня.
Эти температуры впечатляюще теплые, учитывая, что в Антарктиде была четырехмесячная полярная ночь, а это значит, что треть каждого года не было живительного солнечного света. Однако мир тогда был теплее, отчасти потому, что концентрация углекислого газа в атмосфере была высокой — даже выше, чем считалось ранее, согласно анализу осадочного керна, говорят исследователи.
«До нашего исследования общее предположение заключалось в том, что глобальная концентрация углекислого газа в меловом периоде составляла примерно 1000 ppm (частей на миллион)», — сказал в заявлении соавтор исследования Геррит Ломанн, специалист по моделированию климата в Институте Альфреда Вегенера. «Но в наших экспериментах на основе моделей потребовались уровни концентрации от 1120 до 1680 ppm, чтобы достичь средних температур того времени в Антарктике».
Эти результаты показывают, как мощные парниковые газы, такие как углекислый газ, могут вызывать резкий рост температур, настолько, что сегодняшняя замерзающая Западная Антарктида когда-то была местом обитания тропического леса. Более того, это показывает, насколько важны охлаждающие эффекты современных ледяных щитов, говорят исследователи.
Российские ученые зафиксировали новый рекорд на станции «Восток» в Центральной Антарктиде: температура там поднялась до минус 34,2 градуса, это максимальное значение для зимнего периода в истории наблюдений, сообщили в пресс-службе Арктического и антарктического научно-исследовательского института.
«Ученые Арктического и антарктического научно-исследовательского института зафиксировали максимальную зимнюю температуру за всю историю регулярных наблюдений в самой холодной точке Земли. На станции «Восток» в Центральной Антарктиде 6 августа 2024 года термометр показал минус 34,2 °С», — уточнили в материале.
Июль и август в Центральной Антарктиде — самые холодные месяцы года, средняя многолетняя температура на «Востоке» в июле составляет минус 66,6 градуса, в августе — 67,6 градуса ниже нуля.
Станция «Восток» — единственная круглогодичная внутриконтинентальная российская станция в Антарктиде. На ней 21 июля 1983 года был зафиксирован абсолютный температурный минимум на планете — рекордные минус 89,2 градуса.
По данным наблюдений НАСА, резкие скачки температуры над Антарктидой в июле представляют собой самое раннее потепление стратосферы, когда-либо зарегистрированное.
Ученые, изучающие атмосферу, внимательно следят за этой областью земной атмосферы, которая простирается примерно на 4–31 милю (6–50 километров) над поверхностью Земли во время зимы в Южном полушарии. Лоуренс Кой и Пол Ньюман, оба ученые, изучающие атмосферу в Офисе глобального моделирования и ассимиляции (GMAO) НАСА, создают сложные модели ассимиляции и повторного анализа данных глобальной атмосферы и уделяют пристальное внимание необычным событиям потепления.
Обычно температура в средней стратосфере, примерно в 19 милях (30 км) над поверхностью Земли, составляет около минус 112 градусов по Фаренгейту (минус 80 градусов по Цельсию), но 7 июля произошел скачок от 27 F (-3 градуса по Цельсию) до -85 F (-65 градусов по Цельсию). Этот скачок установил новый рекорд самой теплой июльской температуры, зафиксированной в стратосфере над Антарктидой.
«Июльское событие стало самым ранним стратосферным потеплением, когда-либо наблюдавшимся за всю 44-летнюю историю ГМАО», — сказал Кой в своем заявлении.
Температура держалась две недели, а затем снова упала 22 июля. После короткого затишья 5 августа последовал новый всплеск до 31 градуса по Фаренгейту (-1 градус по Цельсию).
Эта карта показывает потенциальную завихренность — величину, которая описывает, как вращаются воздушные массы, в стратосфере 5 августа 2024 года. Области высокой потенциальной завихренности выглядят желтыми и имеют циркуляцию по часовой стрелке; области низкой потенциальной завихренности выглядят фиолетовыми и имеют циркуляцию против часовой стрелки. Полярный вихрь вытянулся и ослаб, а поток ветра принял форму арахиса вместо своей обычной круговой формы. Температура воздуха в средней стратосфере 5 августа 2023 года (слева) и 5 августа 2024 года (справа). Удлинение полярного вихря и более высокие температуры ближе к полюсу. NASA GSFC
Зимой в стратосфере преобладают западные ветры, которые петляют вокруг Южного полюса со скоростью около 200 миль в час (300 км/ч). Обычно известный как полярный вихрь, поток вокруг полюсов обычно симметричен. Однако иногда происходит нарушение потока, и когда ветры ослабевают, форма потока меняется. Когда полярный вихрь становится более вытянутым, ветры ослабевают, что приводит к значительному потеплению в стратосфере над Антарктическим регионом.
Полярный вихрь Южного полушария обычно остается менее активным, чем его арктический аналог. «Внезапные потепления случаются в Антарктике примерно раз в пять лет, гораздо реже, чем в Арктике», — сказал Кой. Вероятно, это связано с тем, что в Северном полушарии больше суши, что может нарушить поток ветра в тропосфере, нижнем слое атмосферы у земли, объяснил он. Крупномасштабные погодные системы, которые развиваются в тропосфере и продвигаются в стратосферу, могут влиять на полярный вихрь.
Тропосферная погода в июле над Антарктидой также разделила с июлем 1991 года пятое место среди самых теплых наблюдаемых в регионе июльских дней. Однако внезапное потепление стратосферы не обязательно имеет четкую связь с погодой, отметил Ньюман.
«Изменения температуры поверхности моря и морского льда могут нарушить эти крупномасштабные погодные системы в тропосфере, которые распространяются вверх», — сказал Ньюман в своем заявлении. «Но установить причину развития этих систем действительно сложно».
Ледник Туэйтса в Антарктиде получил свое прозвище «Ледник Судного дня» за его потенциал затопления береговых линий по всему миру в случае его обрушения. Он уже вносит около 4% ежегодного повышения уровня моря, поскольку теряет лед, и одна из теорий предполагает, что ледник вскоре может начать обрушиваться в океан.
Ледник Туэйтса осушает огромную площадь ледяного покрова Антарктиды — около 74 000 квадратных миль (192 000 квадратных километров), что больше, чем Флорида. Коренная порода под ледником Туэйтса находится ниже уровня моря и наклоняется вниз по направлению к суше, поэтому ледник становится глубже к внутренней части ледяного щита. Как только ледник начинает терять больше льда, чем набирает от нового снегопада, и начинает отступать, его очень трудно замедлить из-за этого наклона. И Туэйтс уже отступает с ускоренной скоростью по мере потепления климата.
Ледник Туэйтса содержит достаточно льда, чтобы поднять уровень мирового океана более чем на 2 фута (0,65 метра). Как только Туэйтс начнет дестабилизироваться, он также дестабилизирует соседние ледники. Таким образом, то, что происходит с Туэйтсом, влияет на весь Западно-Антарктический ледяной щит, а это влияет на повышение уровня моря вдоль береговых линий по всему миру.
Нестабильность морских ледяных скал — относительно новая концепция, предложенная учеными в последнее десятилетие.
Многие ледники вокруг Антарктиды имеют огромные плавающие расширения, называемые шельфовыми ледниками, которые поддерживают ледник и замедляют его движение в океан. С потеплением климата мы видели, как некоторые из этих плавающих расширений разрушаются, иногда очень быстро, в течение нескольких недель или месяцев.
Если шельфовый ледник Туэйтса рухнет, он обнажит очень высокую ледяную скалу, обращенную к океану вдоль своего 75-мильного (120-километрового) фронта. Лед может выдержать лишь ограниченную силу, поэтому если скала слишком высока, она рухнет в океан.
Как только это произойдет, новый ледяной утес дальше назад обнажится, и новый утес будет еще выше, потому что он находится дальше от берега. Теория нестабильности морских ледяных утесов предполагает, что если утесы обрушатся достаточно быстро, это может вызвать эффект домино, когда все более высокие ледяные утесы будут обрушаться один за другим.
Однако никто не наблюдал неустойчивость морского ледяного утеса в действии. Мы не знаем, произойдет ли это, потому что многое зависит от того, как быстро лед разрушится.
Когда впервые была предложена теория нестабильности морских ледяных скал, она использовала грубое приближение того, как ледяные скалы могут разрушиться после исчезновения шельфового ледника.
Фронт плавучего шельфового ледника Туэйтса местами достигает высоты более 200 футов (60 метров). Он становится выше по мере приближения к земле. Джеймс Юнгель/NASA Icebridge 2012
Исследования с тех пор определили, что ледяные скалы не будут систематически рушиться, пока лед не достигнет высоты около 442 футов (135 метров). Даже в этом случае они будут рушиться медленнее, чем прогнозировалось, пока не станут намного выше.
Tсли бы весь шельфовый ледник Туэйтса сегодня рухнул, его ледяной фронт не отступил бы быстро вглубь суши только из-за нестабильности морского ледяного утеса. Без шельфового ледника лед ледника тек бы гораздо быстрее в сторону океана, истончая фронт ледника. В результате ледяные утесы не были бы такими высокими.
Туэйтс останется довольно стабильным по крайней мере до 2100 года. Нестабильность морского ледяного утеса сама по себе не вызвала бы быстрого отступления.
Результаты ставят под сомнение некоторые недавние оценки того, насколько быстро может рухнуть Туэйтс. Это включает в себя худший сценарий, который Межправительственная группа экспертов по изменению климата упомянула в своем последнем оценочном отчете, но обозначила как «низкую вероятность».
Но нестабильность морского ледяного утеса — это только один из механизмов потери льда. Это открытие не означает, что Туэйтс стабилен. Существует множество процессов, которые делают антарктический ледяной щит нестабильным, некоторые из них хорошо изучены.
Взаимодействие льда и океана объясняет большую часть недавней потери массы льда. Антарктида — очень холодное место, поэтому атмосферное потепление пока не оказывает большого влияния. Но теплые океанические течения проникают под шельфовые ледники и истончают лед снизу, что ослабляет шельфовые ледники. Когда это происходит, потоки льда текут быстрее, потому что сопротивление меньше.
За последние несколько десятилетий в сектор моря Амундсена, где расположены ледники Туэйтса и Пайн-Айленда, проникла теплая вода из Антарктического циркумполярного течения, которая растопила лед снизу.
Более 30 лет гигантский замороженный блок, эквивалентный по размеру Род-Айленду, лежал на дне моря в прибрежных водах Антарктики. Он наконец освободился в 2020 году и прошлой зимой начал двигаться в открытый океан.
Но через несколько месяцев после начала путешествия A23a наблюдатели были ошеломлены увиденным: айсберг вращался по кругу.
Благодаря спутниковым снимкам Британская антарктическая служба заметила, что мегаайсберг вращается около Южных Оркнейских островов, примерно в 375 милях от Антарктического полуострова, начиная с января. По данным Службы, A32a сохраняет «холодное вращение на 15 градусов в день».
Его движения, вероятно, вызваны явлением в механике жидкости, известным как колонна Тейлора. По сути, это вращающийся цилиндр, который образуется, когда в потоке есть препятствие. Другими словами, A23a заперт в своего рода океаническом вихре.
Скриншот спутниковой системы Национального управления океанических и атмосферных исследований, которая в феврале следила за айсбергом A23a, дрейфующим в море Уэдделла недалеко от Антарктического полуострова. Объединенная полярная спутниковая система Национального управления океанических и атмосферных исследований
Профессор Висконсинского университета в Мадисоне Тилл Вагнер, изучающий взаимодействие льда с климатом, заявил, что никогда не видел реального примера этого явления в таких масштабах.
«Знаете, вы можете довольно легко создать эти колонны Тейлора в ходе эксперимента с вращающимся резервуаром в вашей лаборатории. Но увидеть это в геофизическом масштабе, как этот, — настоящая редкость», — сказал он.
Многое еще предстоит понять о том, как колонны Тейлора могут повлиять на такого монстра, как A23a. Неясно, как часто колонны Тейлора образуются в океане и как часто в них попадают айсберги.
В случае A23a, можно только гадать, как долго он будет вращаться в вихре. Айсберг также тает во время вращения, и Вагнеру любопытно посмотреть, как это повлияет на жизнь в окружающей экосистеме, например, на фитопланктон.
«Было бы интересно посмотреть, будет ли в этом месте следующей весной более активное цветение фитопланктона», — сказал он.
Айсберг A23a появился в 1986 году, когда передний край шельфового ледника Фильхнера откололся от трех айсбергов. Десятилетиями A23a прилип к песчаной отмели на мелководье. В 2020 году основная масса A23a освободилась, и в ноябре она, наконец, начала дрейфовать в Южном океане.
Ожидалось, что он будет двигаться на север в течение следующего года, достигнув более теплых вод, где он быстро растает и распадется на части. Теперь судьба A23a немного более неопределенна.