Osiem milionów lat klimatu zapisanych w osadach Pacyfiku. Zmienia wiedzę o epokach lodowcowych

Na południowo-wschodnim Pacyfiku naukowcy sięgnęli po niezwykłe archiwum. W 2019 roku podczas ekspedycji amerykańskim statkiem badawczym pobrano rdzenie osadów morskich, a jeden z nich (o długości 380 metrów) stał się kluczem do zrozumienia zmian klimatu na przestrzeni ostatnich 8 milionów lat.

Rdzeń wydobyto z głębokości 3800 metrów w pobliżu Cieśniny Drake'a, czyli najwęższego odcinka Antarktycznego Prądu Okołobiegunowego (ACC, Prąd Wiatrów Zachodnich), który łączy trzy największe oceany świata. To właśnie ten prąd, najsilniejszy na Ziemi, od milionów lat przenosi wokół Antarktydy ciepło, sól, składniki odżywcze, a także rozpuszczony dwutlenek węgla.

Aby odczytać klimat sprzed milionów lat, badacze przebadali 300 próbek z rdzenia, korzystając z metody paleotermometrii alkenonowej. To związki chemiczne, które pozostają po śmierci jednokomórkowych glonów wapiennych. Ich skład zależy od temperatury powierzchniowych wód oceanu, dlatego stanowią wiarygodny zapis dawnych warunków. Rozdzielczość czasowa próbek wyniosła ok. 25 tys. lat, co pozwoliło spojrzeć na klimat z wyjątkową szczegółowością, jak na skalę geologiczną.

Wyniki badań przyniosły kilka niespodzianek. Między 2,2 a 5,3 mln lat temu intensywność prądu okołobiegunowego wzrastała w czasie długich, 400-tysięcznych okresów chłodu. Skutkiem była większa wymiana głębinowych wód i emisja dwutlenku węgla do atmosfery. Autorka pracy, dr Antje Wegwerth z IOW, podkreśliła, że "dotychczasowe badania ostatniego miliona lat pokazywały wzrost intensywności ACC w czasie krótkich (10 tys. lat) okresów ciepłych, a nie chłodnych". Według niej, sugeruje to, że "interakcje między oceanem a atmosferą różnią się w zależności od badanej skali czasowej".

Jeszcze ważniejsze wnioski dotyczą momentu sprzed ok. 2,7 mln lat, kiedy rozpoczęła się epoka wielkich zlodowaceń na półkuli północnej. Do tej pory sądzono, że był to czas globalnego ochłodzenia. Tymczasem nowe badania wykazały, że w południowym oceanie nastąpiło wtedy ocieplenie rzędu 5 st. C, trwające aż 700 tys. lat. Osłabienie prądu ACC pozwoliło gromadzić się CO2 w wodach głębinowych, a jego stopniowe pochłanianie z atmosfery doprowadziło w końcu do ochłodzenia klimatu i rozwoju lądolodów.

Dr Wegwerth i jej zespół sugerują, że to południowe ocieplenie mogło przyczynić się do częściowego topnienia pokrywy lodowej Antarktydy i jednocześnie osłabić cyrkulację atlantycką, co w konsekwencji sprzyjało powstawaniu lodowców na północy.

Badacze zapowiadają, że w kolejnym etapie spróbują z jeszcze większą precyzją odtworzyć warunki klimatyczne i środowiskowe południowego Pacyfiku, w tym ich powiązania z Patagonią.

Źródło: Leibniz Institute for Baltic Sea Research Warnemünde
Publikacja: Antje Wegwerth et al, South Pacific sea surface temperature and global ocean circulation changes since the late Miocene, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62037-w