Восьминоги допомагають розгадати давню таємницю загибелі Західної Антарктиди

Якби весь лід, що покриває західну Антарктиду, розтанув, глобальний рівень моря піднявся б на 4-5 метрів вище, що спричинило б великі повені та проблеми для громад у всьому світі. Це тривожний сценарій, але це траплялося раніше. Просто запитайте восьминога.

Згідно з новим дослідженням, опублікованим у четвер у журналі Science, восьминоги Турке, вид головоногих молюсків, що мешкають у Південному океані, змогли пересуватися навколо талого льодовикового щита Західної Антарктики ще 125 000 років тому. Цей час є ключовим, тому що це також останній раз, коли температура на Землі відповідала сьогоднішній винятковій спеці. Це може свідчити про те, що ще один вільний від льоду період у регіоні може бути близьким, що сигналізує про майбутній колапс Західно-Антарктичного льодовикового щита.

«Висновки викликають занепокоєння, оскільки вони надають дуже переконливі докази того, що льодовиковий щит Західної Антарктики стає нестабільним і руйнується, коли глобальна температура підвищується більш ніж на 1,5 градуса Цельсія вище доіндустріальної і якщо це потепління триває», — сказав Тім Найш, співавтор нового дослідження.

«Світ знаходиться на шляху до досягнення кліматичної мети в 1,5 градуса Цельсія в найближчі п’ять років» через потепління через викиди парникових газів, додав Найш, палеокліматолог з Університету Вікторії у Веллінгтоні в Новій Зеландії.

Льодовиковий щит Західної Антарктики кілька разів руйнувався протягом минулих теплих періодів в історії Землі. Ці теплі періоди були викликані нормальними коливаннями орбіти Землі, які змінювали кількість сонячного світла, що потрапляє на планету протягом десятків тисяч років, на відміну від сьогоднішнього глобального потепління, викликаного людиною.

Деякі записи вказують на те, що крижаний щит природним чином зруйнувався десь за останні 1 мільйон років, але вченим не вистачало доказів, щоб краще визначити час. Тепер восьминоги були б їхнім годинником.

Восьминоги Турке, можливо, не найхаризматніші тварини на континенті, але маленькі істоти, що мешкають на морському дні, населяють цей регіон протягом мільйонів років. Індивідууми живуть лише кілька років, але їхня ДНК є капсулою часу життя їхніх предків.

Подібно до проведення тесту 23andMe на людях, команда проаналізувала генетичний матеріал майже 100 восьминогів з Південного океану, що зберігається в музеях і для досліджень. Деякі зразки були десятирічної давнини і деградували, але нова технологія генетичного секвенування дозволила команді аналізувати геномні дані з більш високою роздільною здатністю, ніж будь-коли раніше.

Висновки виявилися несподіваними. Восьминоги, розташовані на відстані тисяч миль один від одного по всьому континенту — в морях Уедделла, Амундсена і Росса — були генетично схожі. Сьогодні льодовиковий щит фізично розділяє ці моря. Враховуючи, що антарктичні восьминоги мало подорожують, навряд чи вони здійснили походи навколо континенту. Отже, як вид розгалужувався на такі відстані?

Використовуючи ті самі типи моделей для перевірки минулих моделей міграції людей, команда змоделювала різні сценарії, щоб з’ясувати історичні подорожі восьминогів. Вони запустили сотні тисяч варіацій за сценаріями, в яких льодовиковий щит був повністю цілим, частково зруйнованим і повністю зруйнованим.

Виділявся один шлях: восьминоги подорожували маршрутами між морями після того, як західний льодовиковий щит повністю розтанув, відкривши прогалини в скелях між регіонами.

Восьминоги «знаходили шляхи [в морі], щоб мігрувати» протягом поколінь, сказала Саллі Лау, провідний автор дослідження та біолог з Університету Джеймса Кука. «Коли вони мігрують, вони схрещуються один з одним, і [гени] перетікають від однієї популяції до іншої».

Цей обмін генетичним обміном, згідно з моделями дослідження, відбувався під час останнього теплого періоду, приблизно від 129 000 до 116 000 років тому, відомого як останній міжльодовиковий період. Під час останнього міжльодовикового періоду середня глобальна температура була на 0,5-1,5 градуса Цельсія теплішою за доіндустріальний рівень. Глобальний рівень моря був на 5-10 метрів вищим, ніж сьогодні, і Найш сказав, що тала вода з Антарктиди, ймовірно, є великим внеском.

Вчені стурбовані тим, що останній міжльодовиковий період може бути показником того, що чекає на сучасну Землю. Сьогоднішня глобальна температура вже приблизно на 1,2 градуса за Цельсієм вища за середній доіндустріальний показник. За словами Найша, без будь-якого передбачуваного технологічного рішення для видалення вуглецю з нашої атмосфери, ми «небезпечно близькі до того, щоб спровокувати колапс Антарктичного льодовикового щита», який продовжуватиме підвищувати глобальний рівень моря протягом століть.

«Ми впевнені, що якщо ми збережемо кількість потепління на тому рівні, який ми відчуваємо зараз, рівень моря в кінцевому підсумку досягне цього рівня», який спостерігався під час останнього міжльодовикового періоду, сказала Тіна ван де Флієрдт, дослідник палеоклімату з Імперського коледжу Лондона, яка не брала участі в дослідженні. «Ми не знаємо, як швидко це станеться».

За прогнозами, рівень моря вже збільшиться на 30 сантиметрів до кінця цього століття, але ван де Флієрдт сказав, що підвищення може досягати 1 або 2 метрів, якщо льодовиковий щит Західної Антарктики зруйнується при потеплінні на 1,5 або 2 градуси.

При нинішній температурі частини льодовикового щита Західної Антарктики, можливо, вже досягли переломного моменту танення. Лід у морі Амундсена, де знаходиться льодовик Туейтса «судного дня», вже демонструє незворотну вразливість до танення. Одним із рятівних моментів є те, що ділянка льодовикового щита біля моря Росса може бути менш сприйнятливою до танення, сказав ван де Флієрдт.

“Танення в обох районах, морі Росса і морі Амундсена, означало б повний колапс” льодовикового щита Західної Антарктики, сказала вона.

Ван де Флієрдт сказав, що дослідження було «захоплюючим» і був здивований впевненими результатами авторів у звуженні періоду часу до 125 000 років тому.

Дослідження є своєчасним, оскільки Ван де Флієрдт та її колеги зараз перебувають в Антарктиді в пошуках перших прямих геологічних доказів, що показують, коли льодовиковий щит зруйнувався під час останнього міжльодовикового періоду — мета, схожа на нове дослідження, хоча й інший підхід.

Міжнародний проєкт під назвою SWAIS2C проведе буріння, щоб знайти старий осад, відкладений під льодом. Хімічні сигнатури в гірських породах можуть дати ключ до розуміння того, що відбувалося в навколишньому середовищі в той час, допомагаючи вченим реконструювати реакцію Землі в минулі теплі періоди.

«Геологічне минуле відкриває вікно в майбутній світ, який може бути на 1, 2, 3 або навіть 4 градуси теплішим», — сказав ван де Флієрдт, один з головних науковців SWAIS2C. SWAIS2C призначений для вивчення вразливості льодовикового щита Західної Антарктики до 2 градусів за Цельсієм потепління.

«Не існує ідеального геологічного аналога для експерименту, який ми проводимо з нашою планетою прямо зараз», — сказала вона. «Але геологічне минуле — це наш найкращий вибір, щоб дізнатися про те, як планета може відреагувати на безпрецедентні викиди парникових газів».