Озеро Шира помогло реконструировать климат юга Сибири за последние 2500 лет

Ученые из России с коллегами из Германии восстановили историю изменений климата на территории южной Сибири за последние 2500 лет. Исследователи впервые показали, что количество атмосферных осадков в Северной и Центральной Азии зависело не только от локальных, но и глобальных изменений природной среды, в частности, от температуры воды в Атлантическом океане.

Это открытие позволит точнее прогнозировать климатические изменения в будущем и их влияние на водоемы Евразии, жизненно важные для сельского хозяйства, промышленности, водоснабжения и сохранения биоразнообразия на планете, уточнили в пресс-службе Российского научного фонда.

По словам ученых, только изучив детальную историю климата прошлого, можно моделировать сценарии его изменений в ближайшем будущем. Именно поэтому они давно и успешно используют летописи природной среды, хранящиеся в донных отложениях озер.

При этом особенно важно строить климатические модели для регионов с небольшим количеством атмосферных осадков, где даже слабые колебания влажности и температуры могут уменьшить количество доступных водных ресурсов. К таким территориям относится Центральная и Северная Азия, включая и Сибирь. Например, в Республике Хакасия выпадает примерно в два раза меньше осадков, чем в Москве. До сих пор не было научно обоснованных доказательств того, какие факторы влияли на климат в этом регионе на протяжении прошлых тысячелетий, а также понимания, с какой закономерностью менялся климат.

Ученые из Института геохимии имени А. П. Виноградова СО РАН (Иркутск) в составе международного коллектива впервые смогли надежно датировать донные отложения озера Шира и по ним определить, как менялся климат на территории Сибири за последние 2500 лет.

На дне этого водоема, расположенного в неглубокой межгорной впадине, на протяжении нескольких тысячелетий происходило захоронение образовавшихся в самом озере, принесенных ветром и рекой Сон, а также сносимых с берегов минеральных взвесей и химических осадков. Причем эти отложения можно четко разделить на слои, которые образовывались в разные сезоны года. Авторы определили их возраст и обнаружили, что самым древним из изученных образцов уже почти 2500 лет.

Далее, чтобы реконструировать изменения климата, исследователи оценили минеральный и химический состав отложений, определили размер минеральных частиц в них, а также содержание органического и неорганического углерода, попадающего в отложения с остатками отмерших растений и животных или в процессе разрушения окружающих озеро горных пород. Анализ показал, что на протяжении последних 2500 лет характер накопления отложений на дне озера резко изменялся примерно каждые несколько сотен лет. Авторы связали это с колебаниями уровня воды в водоеме и, соответственно, с изменениями влажности в регионе.

Так, в периоды повышенной влажности климата в озерных отложениях преобладали минералы, принесенные единственной впадающей в озеро рекой Сон, а также небольшими ручьями, активно питавшими озеро. В засушливые периоды водоем становился более мелким, из-за чего соленость воды повышалась, а в отложениях накапливалось больше карбонатов кальция — соединения из карбонатных пород, родственных известнякам. Один из таких периодов обмеления пришелся на 1870–1930 годы: тогда уровень озера был на семь метров ниже современного.

Сопоставив полученную климатическую летопись с наблюдениями за температурой в Северной Атлантике, ученые выяснили, что влажные периоды в Сибири совпадали с периодами потепления Атлантического океана, а засушливые — с временами похолодания.

«Такая связь объясняется атмосферной циркуляцией: когда поверхность воды в Северной Атлантике теплая, в этом регионе появляются значительные колебания атмосферного давления, которые приводят к усилению западных ветров. Те, в свою очередь, переносят больше влаги в глубь Евразии, вплоть до Сибири. Похолодание в Атлантике, наоборот, ослабляет перенос влаги, что приводит к более сухим периодам в Азии. Эта связь доказывает, что при построении климатических моделей для какого-либо региона важно учитывать не только локальные, но и глобальные процессы. В дальнейшем мы планируем изучить нижние слои донных отложений озера Шира, возраст которых, как мы уже определили, составляет более 5500 лет, и реконструировать изменения климата, растительности Минусинской котловины, в которой находится озеро, за 5500 лет, а также выяснить причины, влиявшие на их изменения. Еще одной актуальной задачей станет детальная реконструкция ландшафтно-климатических условий обитания человека в этой котловине, начиная со скифских времен», — рассказала руководитель проекта Елена Безрукова, доктор географических наук, главный научный сотрудник Института геохимии имени А. П. Виноградова СО РАН.

В исследовании принимали участие сотрудники Института земной коры СО РАН (Иркутск), Свободного университета Берлина (Германия) и Германского археологического института (Германия). Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда, опубликованы в журнале Global and Planetary Change.