У 1610 році в атмосфері не було різкого падіння концентрації вуглекислого газу, як вважалося раніше. Насправді з 1454 по 1688 рік відбувалося її поступове зниження, яке, ймовірно, пов’язане з колонізацією Америки. Значні території суші, раніше зайняті індіанцями, прийшли в запустіння і почали покриватися лісом, який щороку поглинав до 260 мільйонів тонн вуглецю з атмосфери. На це вказав аналіз даних із нового крижаного керна Skytrain, ідеться в статті, опублікованій у журналі Nature Communications.
Amy King et al. / Nature Communications, 2024
Одне з найцінніших джерел інформації про концентрацію вуглекислого газу протягом останніх двох тисяч років – це бульбашки повітря в льодах Антарктиди. При цьому існують лише два керни, з яких вдалося витягти безперервні записи високої якості за такий термін – Law Dome і WAIS Divide. Між ними є розбіжності, найпомітніше з яких належать до періоду близько 1610 року нашої ери: в Law Dome на нього припадає різке зниження концентрації CO2, відоме як the Orbis Spike, а в WAIS Divide воно відсутнє.
Дослідники пов’язують цей провал на графіку з контактом між людьми зі Старого і Нового світу і пропонують вважати 1610 рік початком антропоцену. Падіння концентрації вуглекислого газу на 10 ppm (частин на мільйон) за 90 років вони пояснюють зниженням чисельності індіанців, після чого почалося потужне зростання лісів, які асимілювали частину вуглецю з атмосфери. Встановити реалістичну картину критично важливо, щоб підвищити точність моделювання клімату і циклу вуглецю в сучасну епоху, і домогтися цього можна тільки за допомогою нового керна з точним записом.
Вчені під керівництвом Емі Кінг (Amy King) з Британської антарктичної служби провели палеокліматичне дослідження нового керна Skytrain, який було пробурено в західній частині Антарктиди у 2018-2019 роках. Вони вимірювали концентрації вуглекислого газу і метану в пробах із глибини від 83,2 до 104 метрів, що відповідає періоду між 1454 і 1688 роками нашої ери. Після реконструкції вмісту CO2 вони моделювали потоки вуглецю між атмосферою й екосистемами суші та порівнювали їх зі сценаріями зміни землекористування після колонізації Америки.
На відміну від запису з керна Law Dome, у Skytrain не спостерігалося різкого зниження концентрації вуглекислого газу близько 1610 року – натомість дані вимірів показали поступове зниження концентрації CO2 приблизно на вісім ppm за 157 років із 1516 до 1672 року або приблизно на 0,5 ppm на рік. Автори дійшли висновку, що особливість запису Law Dome є артефактом: якби він відображав справжню концентрацію вуглекислого газу, екосистеми суходолу змушені були б поглинати до мільярда тонн вуглецю щороку, що несумісне навіть із найекстремальнішими сценаріями розростання лісів після знищення індіанських поселень. Поступове падіння вмісту CO2, зафіксоване за допомогою керна Skytrain, свідчить про більш помірне поглинання вуглецю суходолом, що дорівнює 260 мільйонів тонн на рік. Утім, це повільне відновлення рослинного покриву автори дослідження також пов’язали з колонізацією Америки, яка призвела до тимчасового запустіння земель і повернення лісів.
Крім бульбашок повітря, укладених в антарктичні льоди, важливу роль у вивченні клімату минулого відіграють старі дерева. Нещодавно вчені проаналізували річні кільця сосен у Фенноскандії за останні 1170 років і дійшли висновку, що середньовічний кліматичний оптимум, пік якого припав на 850-1100 роки нашої ери, не перевершував масштаби сучасного потепління.