История оледенения Арктического бассейна: взгляд из прошлого для оценки возможных изменений в будущем


https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-221-234

Полный текст:


Аннотация

Быстрое сокращение площади морских льдов в Арктике в последние десятилетия обусловлено их реакцией на повышение глобальной температуры. Морские льды – прекрасный индикатор состояния глобальной климатической системы как в историческое время, так и в отдалённом прошлом. Анализ исторических данных показывает, что современное сокращение площади и толщины морских льдов в Арктике беспрецедентно за последние 1450 лет. На основе синтеза морских, континентальных и других косвенных данных рассматривается история образования морского оледенения Арктики за последние 65 млн лет, от раннего палеогена до голоцена. Сокращение площади морских льдов в Арктике, уменьшение их толщины и увеличение площади одногодичного льда свидетельствуют, что запущен механизм замещения многолетних льдов сезонными. Это – естественное состояние перехода от сезонных льдов к следующему этапу – безлёдной Арктики.


Об авторе

И. И. Борзенкова
Государственный гидрологический институт, Санкт-Петербург, Россия
Россия


Список литературы

1. Алексеев Г.В. Арктическое измерение глобального потепления // Лёд и Снег. 2014. № 2 (126). С. 53–68.

2. Алексеев Г.В., Булатов Л.В., Захаров В.Ф., Иванов В.Ц. Поступление необычайно теплых атлантических вод в Арктический бассейн // ДАН. 1997. Т. 356. № 3. С. 401–403.

3. Анисимов О.А., Жирков А.Ф., Шерстюков А.Б. Современные изменения криосферы и природной среды в Арктике // Арктика. XXI век. Естественные науки. 2015. Т. 2. № 3. С. 24–47.

4. Борзенкова И.И. О глобальном тренде температуры в кайнозое // Метеорология и гидрология. 1981. № 12. C. 25–36.

5. Борзенкова И.И. Изменение климата в кайнозое. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. 246 с.

6. Будыко М.И. Полярные льды и климат // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1962. № 6. С. 3–10.

7. Будыко М.И. Эволюция биосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 487 с.

8. Голубева Е.Н., Платов Г.А., Якшина Д.Ф. Численное моделирование состояния вод и морской лёд в Северном Ледовитом океане // Лёд и Снег. 2015. № 2 (130). С. 81–92. doi: 10.15356/2076-6734-2015-2-81-92.

9. Золотокрылин А.Н., Михайлов А.Ю., Титкова Т.Б. Влияние притока тёплых атлантических вод на аномалии климата в атлантическом секторе Арктики // Лёд и Снег. 2015. Т. 55. № 3. С. 73–82. doi: 10.15356/2076-6734-2015-3-73-82.

10. Зубенок Л.И. Влияние аномалий температуры на ледяной покров Арктики // Метеорология и гидрология. 1963. № 6. С. 25–30.

11. Иванов В.В., Алексеев В.А., Алексеева Т.А., Колдунов Н.В., Репина И.А., Смирнов А.В. Арктический ледяной покров становится сезонным? // Исследования Земли из космоса. 2013. № 4. C. 50–65.

12. Мохов И.И., Семенов В.А., Хон В.Ч., Погарский Ф.А. Изменения распространения морских льдов в Арктике и связанные с ними климатические эффекты: диагностика и моделирование // Лёд и Снег. 2013. № 2 (122). С. 53–62.

13. Палеоклиматы и палеоландшафты внетропического пространства Северного полушария. Поздний плейстоцен и голоцен: Атлас-монография / Ред. А.А. Величко. М.: ГЕОС, 2009. 119 с.

14. Стурлусон С. Младшая Эдда. Л.: Наука, 1970. 254 с.

15. Arntsen A.E., Song A.J., Perovich D.K., Richter-Menge J.A. Observations of the summer breakup of an Arctic sea ice cover // Geophys. Research Letters. 2015. V. 42. P. 8057–8063.

16. Belt S.T., Müller J. The Arctic sea ice biomarker IP25: a review of current understanding, recommendations for future research and applications in palaeo sea ice reconstructions // Quaternary Science Reviews. 2013. V. 79. 1 November. P. 9–25.

17. Berger M., Brandefelt J., Nilsson J. The sensitivity of the Arctic sea ice to orbitally induced insolation changes: a study of the mid-Holocene Paleoclimate Modelling Intercomparison Project 2 and 3 simulations // Clim. Past. 2013. V. 9. P. 969–982.

18. Borzenkova I.I. Determination of global climate sensitivity to the gas composition of the atmosphere from paleoclimatic data // Izvestiya Ross. Akad. Nauk. Fizika atmosfery i okeana. Proc. of the RAS. Physics of Atmosphere and Ocean. 2003. V. 39. № 2. P. 197–202.

19. Borzenkova I.I. Environmental indicators of recent global warming // Environmental indices: Systems analysis approach / Eds: Y. Pykh, D.E. Hyatt, R.J.M. Lenz. Oxford: EOLSS Publ. Co. Ltd. Baldwin House, 1999. P. 455–465.

20. Brigham-Grette J., Hopkins D.M. Emergent marine record and paleoclimate of the last interglacial along the Northwest Alaskan coast // Quaternary Research. 1995. V. 43. P. 159–173.

21. Brinkhuis H., Schouten S., Collinson M.E., Sluijs A., Sinninghe Damsté J.S., Dickens G.R., Huber M., Cronin T.M., Onodera J., Takahashi K., Bujak J.P., Stein R., van der Burgh J., Eldrett J.S., Harding I.C., Lotter A.F., Sangiorgi F., van Konijnenburg-van Cittert H., de Leeuw J.W., Matthiessen J., Backman J., Moran K. & the 302 Scientists. Episodic fresh surface waters in the Eocene Arctic Ocean // Nature. 2006. V. 441. 1 June. P. 606–609.

22. CAPE-Last Interglacial Project Members. Last Interglacial Arctic warmth confirms polar amplification of climate change // Quaternary Science Reviews. 2006. V. 25. P. 1383–1400.

23. Darby D. A. Arctic perennial ice cover over the last 14 million years // Paleoceanography. 2008. V. 23. PA1S07. doi:10.1029/2007PA001479.

24. de Vernal A., Gersonde R., Goosse H., Seidenkrantz M.S., Wolff E.W. Sea ice in the paleoclimate system: the challenge of reconstructing sea ice from proxies – an introduction // Quaternary Science Reviews. 2013. V. 79. P. 1–8.

25. Funder S. Forested Arctic. Evidence from North Greenland // Geology. 1985. V. 13. № 8. P. 542–546.

26. Funder S., Goosse H., Jepsen H., Kaas E., Kjær K., Korsgaard N., Larsen N., Linderson H., Lyså A., Möller P., Olsen J., Willerslev E. A 10,000‑year record of Arctic Ocean sea-ice variability – View from the beach // Science. 2011. V. 333. № 6043. P. 747–750.

27. Gersonde R. Quaternary sea ice reconstruction: Proxy data and modeling // Eos. 2014. V. 95. № 46. P. 422.

28. Giles K.A., Laxon S.W., Ridout A.L. Circumpolar thinning of Arctic sea ice following the 2007 record ice extent minimum // Geophys. Research Letters. 2008. V. 35. № 22. L22502.

29. Herman Y., Hopkins D.M. Arctic oceanic climate in Late Cenozoic time // Science. 1980. V. 209. № 4456. P. 557–562.

30. Herold N., Yin Q.Z., Karami M.P., Berger A. Modelling the climatic diversity of the warm interglacials // Quaternary Science Reviews. 2012. V. 56. P. 126–141.

31. IPCC Climate Change 2013: The Physical Science Basis /Eds.: T.F Stocker, D. Qin, G.‑K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex, P.M. Midgley. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Cambridge Univ. Press, 2014. 1535 p.

32. Jakobsson M., Ingólfsson Ó., Long A.J., Spielhagen R.F. The dynamic Arctic // Quaternary Science Reviews. 2014. V. 92. P. 1–8.

33. Kapsch M.-L., Graversen R.G., Economou T., Tjernström M. The importance of spring atmospheric conditions for predictions of the Arctic summer sea ice extent // Geophys. Research Letters. 2014. V. 41. P. 5288–5296.

34. Kinnard C., Zdanowicz C.M., Fisher D.A., Isaksson E., de Vernal A., Thompson L.G. Reconstructed changes in Arctic sea ice over the past 1,450 years // Nature. 2011. V. 479. № 7374. P. 509–512.

35. Kwok R., Cunningham G.F., Wensnahan M., Rigor I., Zwally H.J., Yi D. Thinning and volume loss of the Arctic Ocean sea ice cover: 2003–2008 // Journ. of Geophys. Research. 2009. V. 114. C07005.

36. Kwok R., Untersteiner N. The thinning of Arctic sea ice // Phys. Today. 2011. V. 64. P. 36–41. doi:10.1063/1.3580491.

37. Laxon S., Peacock N., Smith D. High interannual variability of sea ice thickness in the Arctic region // Nature. 2003. V. 425. № 6961. P. 947–950.

38. Laxon S.W., Giles K.A., Ridout A.L., Wingham D.J., Willatt R., Cullen R., Kwok R., Schweiger A., Zhang J., Haas C., Hendricks S., Krishfield R., Kurtz N., Farrell S., Davidson M. CryoSat‑2 estimates of Arctic sea ice thickness and volume // Geophys. Research Letters. 2013. V. 40. № 4. P. 732–737.

39. Lozhkin A.V., Anderson P.M. The last interglaciation of northeast Siberia // Quaternary Research. 1995. V. 43. P. 147–158.

40. Meier W.N., Stroeve J., Barrett A., Fetterer F. A simple approach to providing a more consistent Arctic sea ice extent time series from the 1950s to present // Cryosphere. 2012. V. 6. № 6. P. 1359–1368.

41. Mercer J.H. West Antarctic ice sheet and CO2 greenhouse effect – a threat disaster // Nature. 1978. V. 271. P. 321–325.

42. Miller G.H., Alley R.B., Brigham-Grette J., Fitzpatrick J.J., Polyak L., Serreze M.C., White J.W.C. Arctic amplification: can the past constrain the future? // Quaternary Science Reviews. 2010. V. 29. P. 1779–1790.

43. Miller G.H., Brigham-Grette J., Alley R.B., Anderson L., Bauch H.A., Douglas M.S.V., Edwards M.E., liash S.A., Finney B.P., Fitzpatrick J.J., Funder S.V., Herbert T.D., Hinzman L.D., Kaufmanm D.S., Mac-Donald G.M., Polyak L., Robock A., Serreze M.C., Smol J.P., Spielhagen R., White J.W.C., Wolfe A.P., Wolff E.W. Temperature and precipitation history of the Arctic // Quaternary Science Reviews. 2010. V. 29. P. 1679–1715.

44. Moran K., Backman J., Backman H., Clemens S.C., Cronin T., Dickens GR, Eynaud F., Gattacceca J., Jakobsson M., Jordan R.W., Kaminski M., King J., Koc N., Krylov A., Martinez N., Matthiessen J., McInroy D., Moore T.C., Onodera J., O'Regan M., Pälike H., Rea B., Rio D., Sakamoto T., Smith D.C., Stein R., St John K., Suto I., Suzuki N., Takahashi K., Watanabe M., Yamamoto M., Farrell J., Frank M., Kubik P., Jokat W., Kristoffersen Y. The Cenozoic palaeoenvironment of the Arctic Ocean // Nature. 2006. V. 441. № 7093. P. 601–605.

45. Notz D., Haumann F.A., Haak H., Jungclaus J.H., Marotzke J. Arctic sea-ice evolution as modeled by Max Planck Institute for meteorology’s Earth system model // Journ. Adv. Model. Earth Syst. 2013. V. 5. P. 173–194. doi:10.1002/jame.20016.

46. Overland J.E., Wang M. When will the summer Arctic be nearly sea ice free? // Geophys. Research Letters. 2013. V. 40. P. 2097–2101.

47. Polyak L., Alley R.B., Andrews J.T., Brigham-Grette J., Cronin T.M., Darby D.A., Dyke A.S., Fitzpatrick J.J., Funder S., Holland M., Jennings A.E., Miller G.H., O’Regan M., Savelle J., Serreze M., St. John K., White J.W.C., Wolff E. History of sea ice in the Arctic // Quaternary Science Reviews. 2010. V. 29. P. 1757–1778.

48. Richter-Menge J.A., Farrel S.L. Arctic sea ice conditions in spring 2009–2013 prior to melt // Geophys. Research Letters. 2013. V. 40. № 22. P. 5888–5893.

49. Sangiorgi F., Brumsack H.-J., Willard D.A., Schouten S., Stickley C.E., O’Regan M. Reichart G.‑J., Sinninghe Damste´ J.S., Brinkhuis H. A 26 million year gap in the central Arctic record at the greenhouse-icehouse transition: Looking for clues // Paleoceanography. 2008. V. 23. PA1S04. doi:10.1029/2007PA001477.

50. Sluijs A., Rohl U., Schouten S., Brumsack H.‑J. Arctic late Paleocene-early Eocene paleoenvironments with special emphasis on the Paleocene-Eocene thermal maximum (Lomonosov Ridge, Integrated Ocean Drilling Program Expedition 302) // Paleoceanography. 2008. V. 23. PAIS11. doi:10.1029/2007PA001495.

51. Sluijs A., Schouten S., Pagani M., Woltering M., Brinkhuis H., Sinninghe Damsté J.S., Dickens G.R., Huber M., Reichart G.J., Stein R., Matthiessen J., Lourens L.J., Pedentchouk N., Backman J., Moran K. Subtropical Arctic Ocean temperatures during the Palaeocene/ Eocene thermal maximum // Nature. 2006. V. 441. P. 610–613.

52. Spielhagen R.F, Werner K., Sørensen S.A., Zamelczyk K., Kandiano E.S., Budéus G., Husum K., Marchitto T.M., Hald M. Enhanced modern heat transfer to the Arctic by warm Atlantic water // Science. 2011. V. 331. № 6016. P. 450–453.

53. St. John K. Cenozoic ice-rafting history of the central Arctic Ocean:Terrigenous sands on the Lomonosov Ridge // Paleoceanography. 2008. V. 23. PA1S05. doi:10.1029/2007PA001483.

54. Stickley C.E., Koç N., Pearce R.B., Kemp A.E.S., Jordan R.W., Sangiorgi F., St. John K. Variability in the length of the sea ice season in the Middle Eocene // Geology. 2012. V. 40. № 8. P. 727–730.

55. Stickley C.E., St John K., Koç N., Jordan R.W., Passchier S., Pearce R.B., Kearns L.E. Evidence for middle Eocene Arctic sea ice from diatoms and ice-rafted debris // Nature. 2009. V. 460. 16 July. P. 376–379.

56. Stranne C., Jakobsson M., Göran Björk G. Arctic Ocean perennial sea ice breakdown during the Early Holocene insolation maximum // Quaternary Science Reviews. 2014. V. 92. P. 123–132.

57. Stroeve J.C., Serreze M.C., Holland M.M., Kay L.E., Malanik J., Barrett A.P. The Arctic's rapidly shrinking sea ice cover: A research synthesis // Climate Change. 2012. V. 110. № 3–4. P. 1005–1027.

58. Stroeve J. C., Markus T., Boisvert L., Miller J., Barrett A. Changes in Arctic melt season and implications for sea ice loss // Geophys. Research Letters. 2014. V. 41. P. 1216–1225.

59. Tilling R.L., Ridout A., Shepherd A., Wingham D.J. Increased Arctic sea ice volume after anomalously low melting in 2013 // Nature Geoscience. 2015. V. 8. P. 643–646.

60. Weijers J.W.H., Schouten S., Sluijs A., Brinkhuis H., Sinninghe Damsté J.S. Warm arctic continents during the Palaeocene–Eocene thermal maximum // Earth and Planetary Science Letters. 2007. V. 261. P. 230–238.

61. Weller P., Stein R. Paleogene biomarker records from the central Arctic Ocean (Integrated Ocean Drilling Program Expedition 302): Organic carbon sources, anoxia, and sea surface temperature // Paleoceanography. 2008. V. 23. PA1S17.

62. Wolff E.W., Gersonde R., de Vernal A. Reconstructing past sea ice // PAGES. 2014. V. 22. № 1.

63. Xiao X., Fahl K., Müller J., Stein R. Sea-ice distribution in the modern Arctic Ocean: Biomarker records from trans-Arctic Ocean surface sediments // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2015. V. 155. P. 16–29.

64. Xiao X., Fahl K., Stein R. Biomarker distributions in surface sediments from the Kara and Laptev seas (Arctic Ocean): indicators for organic-carbon sources and sea-ice coverage // Quaternary Science Reviews. 2013. V. 79. 1 November. P. 40–52.

65. Zubakov V.A., Borzenkova I.I. Pliocene palaeoclimates: past climates as possible analogues of mid-twenty-first century climate // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1988. V. 65. № 1–2. P. 35–49.

66. Zubakov V.A., Borzenkova I.I. Global palaeoclimate of the Late Cenozoic. Ser. Developments in Paleontology, 12. Elsevier: Amsterdam–New York–Oxford– Tokyo, 1990. 456 p.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Борзенкова И.И. История оледенения Арктического бассейна: взгляд из прошлого для оценки возможных изменений в будущем. Лёд и Снег. 2016;56(2):221-234. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-221-234

For citation: Borzenkova I.I. History of sea ice in the Arctic basin: Lessons from the past for future. Ice and Snow. 2016;56(2):221-234. (In Russ.) https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-2-221-234

Просмотров: 324

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)