Автостопом по истории климата: новозеландские каури рассказали ученым подробности о смене магнитных полюсов Земли 42 000 лет назад

Международная группа исследователей под руководством ученых Университета Нового Южного Уэльса и Южно-Австралийского музея, в которую вошел руководитель мегагранта СПбГУ, эксперт в области изучения солнечно-земных эффектов Евгений Розанов, выяснила: 42 000 лет назад Земля пережила смену магнитных полюсов, которая совпала с серьезными климатическими изменениями и массовыми вымираниями.

Эту главу в истории планеты климатологи назвали событие Адамса — в честь автора книги ?Автостопом по Галактике?, в которой ответом на ?главный вопрос жизни, Вселенной и всего такого? стало число 42. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Журнал Science

Северный магнитный полюс Земли — это не та же самая точка, что и географический Северный полюс. Причем в отличие от своего географического ?брата? магнитный под действием процессов в ядре планеты постоянно дрейфует, в течение года перемещаясь иногда на десятки километров. Что интересно, магнитные полюса за всю историю Земли несколько раз вовсе менялись местами. Последний такой случай, известный как событие Лашамп, произошел в середине последнего ледникового периода — около 41–42 000 лет назад. Для ученых оставалась загадкой не только более точная дата, но и то, каким образом это изменение повлияло на климат и жизнь на Земле.

Узнать больше об этой главе из истории планеты климатологам помогло дерево новозеландское каури, или агатис южный (Agathis australis).

Фото: Древнее дерево каури из Нортленда, Новая Зеландия. Университет Нового Южного Уэльса, Австралия
Фото: Древнее дерево каури из Нортленда, Новая Зеландия. Университет Нового Южного Уэльса, Австралия

Около двух лет назад в Нортленде, самом северном регионе Новой Зеландии, в отложениях старше 40 000 лет нашли массивный ствол диаметром более двух с половиной метров. Благодаря радиоуглеродному датированию исследователи смогли отследить изменения количества радиоуглерода именно в момент смещения магнитных полюсов, что вместе с данными о возрасте деревьев по всему миру позволило построить климатическую модель того времени и восстановить цепочку экологических событий.

Как оказалось, тот период был связан с электрическими бурями и частыми полярными сияниями. По словам ученых, из-за миграции полюсов магнитное поле Земли во время события Адамса уменьшалось вплоть до 0–6 % от своей нынешней силы, что заметно ослабило земную защиту от космической радиации. Кроме того, в то время Солнце пережило несколько больших солнечных минимумов (grand solar minimum), что сделало защитный ?экран? еще тоньше. В итоге ионизированный воздух, как отметили исследователи, практически ?поджарил? озоновый слой и запустил волну изменения климата на всей планете.

Последствия оказались значительными: как считают авторы работы, видимо, именно с событием Адамса было связано вымирание мегафауны на материковой части Австралии и Тасмании 42 000 лет назад. Кроме того, в статье высказывается предположение, что оно повлияло на вымирание неандертальцев и широкое распространение наскальной живописи в тот период. Возможно, отмечают ученые, новые условия окружающей среды заставили древних людей искать убежище именно в пещерах. Там первые рисунки сохранились, а на открытых поверхностях — разрушились, создавая впечатление, будто наскальная живопись внезапно возникла 42 000 лет назад.

Авторы научной статьи обеспокоены тем, что сегодня Северный магнитный полюс тоже смещается, а магнитное поле постепенно ослабевает, что может говорить о повторении сценария прошлого. Причем из-за того, что атмосфера Земли заполнена углеродом как никогда прежде, последствия такого события могут стать колоссальными: от разрушения электрических и спутниковых сетей до беспрецедентного ускорения изменения климата на планете.

В рамках этой работы Евгений Розанов — руководитель климатической группы в Физико-метеорологической обсерватории Давоса и Всемирном радиационном центре Швейцарии (PMOD / WRC), кандидат физико-математических наук — вместе с коллегами занимался математическим моделированием изменений озонового слоя и климата, вызванных повышением скоростей ионизации галактическими космическими лучами в условиях ослабленного магнитного поля Земли и низкой активности Солнца.

Полученные результаты весьма интересны и важны для понимания поведения климатической системы Земли в прошлом и возможных проблем, связанных с естественными факторами воздействия на климат в будущем. Проведенная большая работа, как часто бывает в науке, не дает ответы на все поставленные вопросы, но открывает новое направление исследований, которое привлечет внимание многих научных групп.

Руководитель климатической группы в Физико-метеорологической обсерватории Давоса и Всемирном радиационном центре Швейцарии (PMOD / WRC), кандидат физико-математических наук Евгений Розанов

Отметим, что в СПбГУ скоро появится научная лаборатория, которую возглавит Евгений Розанов. Его заявка выиграла конкурс на предоставление грантов для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых (мегагрантов Правительства РФ). Проект, который стартует в этом году, посвящен прогнозированию состояния озонового слоя с использованием моделирования и измерений состава атмосферы.

Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ) № 20-67-46016.