«Земля-снежок» (Snowball Earth) — так называют период примерно 700 млн лет назад, когда планета, вероятно, была покрыта льдом от полюса до полюса. Это одно из самых драматических климатических событий в истории Земли. Механизм, который запустил это оледенение, до сих пор обсуждается. Но известно, что после того как лед начал распространяться, сработала ледово-альбедная обратная связь: яркий лед отражал больше солнечного света, чем темная океанская вода, планета охлаждалась еще сильнее, и лед продолжал наступать.
Теперь группа исследователей из университета Тромсе (Арктический университет Норвегии) предложила еще один механизм, который мог усилить этот процесс: обычную соль. Результаты опубликованы в научном журнале Climate of the Past.
Идея проста. Когда морская вода замерзает, соль не встраивается в кристаллическую решетку льда. Она остается в жидкой фазе и концентрируется в каплях рассола внутри льда. При достаточно низких температурах (от −8°C до −23°C) соль начинает кристаллизоваться. Если поверхностный лед сублимируется (переходит из твердого состояния в пар, минуя жидкое), на поверхности остается тонкий слой соляной корки.
Эта корка очень яркая. В лабораторных экспериментах соляная корка на очень холодном морском льду отражала до 93% солнечного света. Для сравнения: свежий снег отражает около 83%, а тающий морской лед — только 67%.
Исследователи включили этот эффект в упрощенную климатическую модель. Модель показала, что как только Земля охлаждалась до определенного уровня, соль начинала кристаллизоваться на тропических участках морского льда, где испарение превышало выпадение снега. Это делало поверхность еще более отражающей, запуская солево-альбедную обратную связь: чем холоднее, тем больше соли кристаллизуется, тем выше отражательная способность, тем холоднее.
В модели этот процесс приводил к двум возможным стабильным состояниям «Земли-снежка» — с соляной коркой и без нее. Состояние с солью было значительно холоднее. Переход из теплого безледного климата в ледяному миру приводил прямо к более холодному соляному состоянию.
«Полученные результаты позволяют предположить, что соль могла быть особенно важна на ранних этапах Земли-снежка», — пишут авторы.
Соляное состояние было также труднее «растопить» — требовалось значительно большее повышение углекислого газа, чтобы выйти из оледенения.
Авторы признают, что в модели не учтены движение морского льда, облака и пыль, которые могли бы ослабить эффект. Но они считают, что их работа — важный новый фрагмент головоломки «Земли-снежка». Если будущие, более детальные модели подтвердят этот эффект, то соль может оказаться одним из ключевых, но недооцененных игроков в самом масштабном похолодании в истории Земли.
Ранее Наука Mail рассказывала, как долго продлилась эпоха полного обледенения Земли.