Дослідники відшукали докази принаймні двох епізодів, під час яких Північний Льодовитий океан та прилеглі до нього моря були не тільки вкриті великим льодовиковим шельфом, але й повністю заповнені прісною водою. На це вказує відсутність ізотопів торію-230 у морських відкладеннях. У своїй статті в журналі Nature вчені оцінили тривалість таких періодів і кількість льоду та прісної води.
Anders Jildén / Unsplash
Що вивчали дослідники?
Період напіврозпаду ізотопу торію-230 становить 75380 років, він добре відомий як інструмент для досліджень морських відкладень та морської води. Цей ізотоп утворюється внаслідок розпаду урану. Вміст урану в оксидній морській воді, у свою чергу, пропорційний солоності, і його поведінка визначена на проміжку 800 тисяч років. Кількість торію-230, що виробляється у товщі води в певному місці, залежить від кількості солі в океані. Після утворення торій-230 сильно реагує на частинки і випадає на дно протягом кількох років чи десятиліть. Таким чином, значна кількість льоду із практично нульовою солоністю сприятиме зменшенню кількості цього ізотопу у відкладеннях. Це зменшення повинно бути пропорційним кількості витісненої морської води. Так, льодовиковий шельф завтовшки в один кілометр над морським дном глибиною два кілометри зменшить вдвічі кількість торію-230. А от у товщі води, що складається лише з льоду та прісної води, взагалі не повинно бути цього ізотопу. Тож вчені вирішили перевірити це, дослідивши відкладення Північного Льодовикового океану.
Що показали результати?
Виявилося, що ізотопи торію-230 майже відсутні у певних відкладеннях по усьому Північному Льодовитому океану, включаючи й прилеглі Норвезьке та Ісландське моря. Ці відкладення відповідають двом проміжкам часу: від 70 до 62 тисяч років тому та від 150 до 131 тисяч років тому.
Схема механізму зберігання прісної води у Північному Льодовитому океані. Walter Geibert et al.
Товщина плавучого арктичного льодовикового шельфу тоді складала близько одного кілометра, а океан був заповнений 9 мільйонами кубічних кілометрів прісної води. Берингова протока та інші відтоки були перекриті через знижений рівень моря. Морська вода не могла потрапити у цю запруджену льодом систему з сильним відтоком. Однак навіть незначна зміна у Гренландсько-Шотландському підводному хребті могла призвести до того, що морська вода швидко заповнила Арктику з дна, витісняючи значну кількість прісної води за дуже короткий проміжок часу та викликаючи танення льоду.